Хба и рейд в чем разница

Обновлено: 21.11.2024

HBA обычно относится к интерфейсу Fibre Channel. Думайте об этом как о сетевой карте, но для FC. Это дает вам доступ к массиву хранения, подключенному к сети Fibre Channel, и эта сеть обычно называется «фабрикой». Кроме того, вы можете получить доступ к дискам с прямым доступом, но в наши дни более распространены структуры.

Карта RAID предназначена для локального хранилища с прямым подключением.

паритет

Хромая Гауда

HBA = адаптер главной шины. Это буквально то, что есть, адаптер шины (PCI/PCI-E SAS/SATA/FireWire/FC/независимо), который подключается к хосту (ПК или серверу). Этот термин используется во многих контекстах, и почти все они связаны с хранилищем.

Термин HBA обычно используется для того, чтобы отличить адаптер SAS "обычный Jane" от адаптера SAS с поддержкой RAID, хотя оба они могут быть справедливо названы HBA. И да, оно также используется для описания плат Fibre Channel.

Термин «шина» может ввести в заблуждение, поскольку PCI Express — это не шина, как старый PCI, а коммутационная матрица. Старый параллельный SCSI использовал топологию шины, и последовательные технологии, такие как USB и FireWire, также используют топологию шины. SATA использует соединения "точка-точка", а SAS использует коммутационную матрицу.

Подробнее см. здесь.

sub.mesa

HBA следует философии IDE, согласно которой контроллер находится на диске, а «контроллер» на материнской плате — это просто адаптер главной шины; он не управляет самим интерфейсом, как это делает традиционный SCSI.

Как правило, HBA не является контроллером FakeRAID или RAID, а обеспечивает только подключение SATA/SAS без функций RAID.

паритет

Хромая Гауда

Итак, плата в нижней части диска SCSI подходит. какие? У меня сложилось впечатление, что диски ATA и SCSI использовали интегрированную электронику привода («IDE»), когда технология отошла от жестких карт.

Или это не так?

sub.mesa

Я могу ошибаться, но меня учили так:

Философия IDE означает, что фактический «контроллер интерфейса» находится внутри самого жесткого диска/устройства хранения, а «хост-адаптер» на материнской плате/дополнительной плате действует только как тупой адаптер, управляемый контроллером жесткого диска.

Старый интерфейс SCSI был бы противоположным: вы получаете интерфейс интеллектуального контроллера с «тупыми» дисками, которые делают то, что говорит им контроллер.

Я не уверен, в чем заключается реальная разница; я точно не знаю, как работает ATA, IDE или SCSI. Но я считаю, что это всего лишь остаточные технические термины для эпохи, когда практиковалось это изменение в философии. Прямо сейчас все интерфейсы имеют больше «интеллектуальности» на стороне устройства хранения. Таким образом, SAS, в отличие от SCSI, также будет IDE. Я не совсем уверен, что это правильно; хотелось бы услышать от авторитетного источника. Но SAS — это просто упрощенная версия SATA с функциями, применимыми только к корпоративным хранилищам.

IDE также используется для описания двух других вещей:
– интерфейс Parallel ATA;
– режимы передачи до UDMA (PIO/WDMA) (

паритет

Хромая Гауда

На самом деле SAS — это больше, чем просто «прокачанная версия SATA». SAS использует набор команд SCSI, а SATA использует набор команд ATA. Набор команд SCSI, по общему мнению, более сложен — контроллеры SAS используют протокол туннелирования SATA для отправки команд на устройства SATA через порты SAS.

Не волнуйтесь, я также предположил, что SATA использует подмножество набора команд SCSI, поскольку и USB, и FireWire используют его, поэтому я был весьма удивлен, узнав обратное. Один интересный случай заключается в том, как именно контроллеры SAS идентифицируют устройства SATA. SATA использует номера физических портов, а SAS использует глобальные имена. Однако у меня есть как новые, так и старые устройства SATA, и у некоторых есть мировое имя, а у некоторых нет.

Поскольку SAS является коммутируемой структурой, я могу только предположить, что она может вернуться к использованию серийного номера диска SATA.

Мания величия

parityboy, кажется, это хорошая беседа. Я думаю, что у группы виртуализации (которая также пишет здесь) есть большой опыт в этом. Мой опыт был ограниченным и в основном обзором высокого уровня. Глобальные имена — это домен корпоративных систем и серверов данных, где количество дисков (и устройств) может быть ошеломляющим.

Но вернемся к теме.
HBA — это всего лишь конвертер с одного носителя на другой. Например, от PCI-e к оптоволокну, как сказал мальчик по четности ранее).

В то время как RAID-контроллер имеет специальный интерфейс и на самом деле имеет логическую микросхему, которая управляет потоком данных на подчиненные устройства.

трамплин

Диски IDE переместили контроллер MFM (модифицированная частотная модуляция), который раньше находился в слоте ISA на материнской плате, на жесткий диск, отсюда и IDE (встроенная электроника привода), а вместе с ним появилось 40-контактное соединение IDE, которое позволяло использовать до двух HDD для подключения к материнской плате. Некоторые функции контроллера MFM были перенесены в набор микросхем материнской платы, а остальные — на жесткий диск. Для моего первого жесткого диска (диск MFM 5 1/4 емкостью 20 МБ) требовался такой адаптер ISA MFM, и для каждого жесткого диска использовалось в общей сложности 2 ленточных кабеля, хотя один был общим для двух жестких дисков. Эти контроллеры MFM (и BIOS на материнской плате) могли обрабатывать не более двух жестких дисков. По одному кабелю передавались команды, а другой предназначался для фактической передачи данных. Ленточный кабель данных был выделенным соединением между жестким диском и контроллером, командный кабель был общим для двух жестких дисков.

SCSI (первоначальный SCSI-1) представляет собой более интеллектуальный подход, требующий «интеллектуального» контроллера и интеллектуальных дисков. Обычная установка (например, односторонний узкий SCSI) включает 50-жильный ленточный кабель, к которому можно подключить до 8 устройств LUN (логических устройств). Этими устройствами могут быть жесткие диски, сканеры, принтеры и т. д.
Контроллер отправляет команды на LUN, а процессор LUN отвечает за интерпретацию команд и последующий необходимый обмен данными. Следовательно, диск SCSI действительно был интеллектуальным.
SCSI, как и любая другая технология, совершенствовалась на протяжении многих лет: SCSI-1, Fast SCSI, Fast-Wide SCSI, Ultra SCSI, Ultra Wide SCSI, Ultra2 SCSI, Ultra2 Wide SCSI, Ultra3 SCSI, Ultra-320 SCSI, Ultra -640 SCSI и т. д.

SAS (Serial Attached SCSI), по сути, является продолжением этой традиции, как и ISA > PCI > PCI-E (ISA и PCI = параллельная шина в PCI-E = последовательная шина).

То же самое относится и к SATA, который по-прежнему представляет собой MFM > IDE > PATA > SATA. SATA — это последовательная реализация соединения IDE с улучшениями.

Что касается вопроса ОП о разнице между HBA и RAID-контроллером, в некоторых предыдущих сообщениях уже были даны ответы на некоторые из них, вот мое краткое объяснение:

HBA = адаптер шины хоста, что означает именно то, что он говорит, это адаптер, используемый для преобразования и подключения дисков через определенную структуру шины к хост-системе, например. SATA HBA будет переводить команды с шины интерфейса материнской платы на шину SATA, к которой подключен жесткий диск SATA. Ваша материнская плата имеет встроенный HBA в чипсете, чтобы предоставить вам 6 или около того интерфейсов SATA.

RAID — избыточный массив независимых дисков. Обычно это HBA-адаптер, на борту которого есть процессор, выполняющий расчет четности, а также другие задачи по контролю и управлению подключенными дисками. Существует множество различных RAID-контроллеров, от простых/недорогих версий, которые не имеют процессора и не загружают расчеты четности на ЦП, до продвинутых/высокопроизводительных (читай дорогих) версий, которые выполняют вычисление четности на борту. и т. п. Обычно (но не обязательно) более продвинутые RAID-контроллеры также предлагают более высокую пропускную способность/полосу пропускания.

iissmart

Слабый соус

Это познавательное чтение! Верно ли следующее предложение: все карты RAID-контроллера являются HBA, но не все HBA являются картами RAID-контроллера?

AMD_Gamer

Полностью [H]

Мания величия

Похоже, что это так. Не могу придумать, где бы его не было. Если только не было RAID-контроллера, который не имел какого-либо соединения SATA SAS или другого соединения и был скорее дополнительной платой к материнской плате.

А как насчет карт, которые предлагают JBOD? Ваша базовая карта, которая просто предлагает 2 канала SATA и не имеет рейда. Это все еще может быть HBA. Или на серверах вы обычно подключаете корпуса SAN через оптоволоконный канал, все, что представляет собой оптоволоконное соединение, идет прямо к материнской плате, а не RAID. RAID находится в SAN.

трамплин

Все контроллеры жестких дисков являются адаптерами главной шины независимо от того, являются ли они RAID-массивами или нет. Контроллеры RAID обладают дополнительными функциями помимо основных HBA. На самом деле вы бы не использовали RAID-контроллер (также известный как аппаратный RAID), если вам просто нужен прямой доступ к нескольким дискам (хотя большинство RAID-контроллеров позволят вам сделать это без необходимости настройки массива RAID). Но базовый HBA не будет обеспечивать функциональность RAID сам по себе, если вы не задействуете ЦП системы для вычисления четности для него (программный RAID иногда также называют поддельным RAID).

подтверждено

[Х]ард|Гоуд

паритет

Хромая Гауда

HBA = адаптер шины хоста, что означает именно то, что он говорит, это адаптер, используемый для преобразования и подключения дисков через определенную структуру шины к хост-системе, например.SATA HBA будет переводить команды с шины интерфейса материнской платы на шину SATA, к которой подключен жесткий диск SATA. Ваша материнская плата имеет встроенный HBA в чипсете, чтобы предоставить вам 6 или около того интерфейсов SATA.

Не совсем верно, в том смысле, что SATA не использует шинную архитектуру — соединения двухточечные. На самом деле этот термин является довольно устаревшим по своей природе в обычном контексте, поскольку SAS, Fibre Channel и PCI Express не используют шинную архитектуру; они используют "переключаемую ткань".

- адаптеры FireWire (архитектура шины)
- адаптеры USB (архитектура шины)
- любой другой адаптер, который использует шину на одном конце (ISA, PCI, PCI-X) или другом (параллельный ATA, параллельный SCSI, access.Bus)

Во всяком случае, это мое мнение.

подтверждено

[Х]ард|Гоуд

Просто как мысль. учитывая простой однострочный вопрос ОП, возможно, простой ответ - это все, что нужно.
HBA = подключение дисков к системе
RAID-контроллер = диски RAID и передача массивов RAID в систему

Компьютер

Здесь есть вводящая в заблуждение информация. Некоторые HBA имеют функции рейда и могут быть загружены. конечно, они гибриды, но они совершают набеги. lsi9211, 9240 и серия highpoint 4xxx — вот лишь некоторые из этих «новых» HBA

сабреген

Полностью [H]

простой вопрос, простой ответ:

HBA означает адаптер главной шины. В буквальном смысле он адаптирует интерфейс главной шины PCI, VLB, ISA, EISA, PCI-X, PCI-E или другой локальной системной шины к шине нового типа. Я могу быть IDE, SATA, SAS, Fibre Channel, iSCSI и т. д. Обычно (но не всегда) HBA просто представляют физические устройства, которые они могут видеть. В случае большинства HBA-адаптеров хранения это означает, что он представляет весь физический диск или LUN, который он видит, на хост-компьютере

RAID-контроллер берет несколько физически подключенных целевых устройств и создает из них виртуальный том. Контроллер RAID будет выполнять четность, резервирование и другие вычисления в соответствии со своими спецификациями. Этот виртуальный том (может быть LUN) предоставляется хосту. Хост никогда не видит физические диски, которые делает RAID-контроллер. Преднамеренно добавлен уровень абстракции, поскольку контроллер RAID сам управляет физическими дисками, которые он может видеть. Все, что хост знает, это насколько велик объем, который дает ему RAID-контроллер, и он не беспокоится об остальном. это работа RAID-контроллеров.

паритет

Хромая Гауда

Вы имеете в виду как у Arecas, который можно перевести в режим JBOD, чтобы каждый диск был полностью виден ОС?

Компьютер

нет, это программный рейд, а не загрузочный. я говорю о картах LSI с IR (интегрированным Raid), они имеют достаточно сильный ROC для загрузки вашего компьютера, а затем драйвер обрабатывает расчеты через ваш процессор после загрузки ОС. дает вам мягкую скорость рейда с жесткой загрузкой рейда.

Мастер техно

Еще один, более простой способ представить это так:
HBA – это тупой адаптер, а RAID-контроллер – интеллектуальное устройство.

HBA (Host Bus Adapter) — это просто адаптер. Он позволяет подключать диски к шине данных хост-устройства. Видишь, как это работает? Хост = компьютер, к которому подключаются диски и в который устанавливается карта. Шина — это сокращение от DATA Bus. В наши дни это обычно PCIe, который позволяет устройствам передавать данные в DMI и обратно. DMI, по сути, является мостом данных между ЦП, ОЗУ, PCIe (и редко, старым стилем PCI или даже EISA/ISA. Прежде чем кто-либо будет спорить с этим: если вы будете искать достаточно усердно, вы можете найти специальные платы, которые все еще имеют PCI и /или слоты ISA/EISA.Обычно только один.Они были сделаны для тех обстоятельств, когда у клиента, обычно в производственной отрасли, есть старая проприетарная карта для части оборудования, замена которой была бы чрезвычайно дорогой, и нет для него созданы более новые контроллеры. Это та же причина, по которой все еще используется старый стиль, 9 или 25-контактные последовательные порты на некоторых материнских платах или ноутбуках.) HBA либо не имеет, либо имеет очень небольшую вычислительную мощность сама по себе. Те устройства HBA, которые поддерживают RAID, используют ЦП для всех расчетов RAID, что делает их несколько ограниченными в функциональности и часто ненадежными в качестве контроллера RAID, кроме того, они используют драгоценные циклы ЦП для обработки функций RAID. Их можно было бы назвать «RAID-контроллером бедняка».

Контроллер RAID (ключевое слово здесь — «контроллер») выполняет гораздо больше функций, чем просто адаптер для подключения дисков. У RAID есть собственный процессор, собственный BIOS и память (используемая в качестве кеша для чтения и записи). Он не зависит от ЦП ни для одной из своих функций.Он получает запросы на получение данных или данные для записи вместе с информацией о томе, в который они должны быть записаны или считаны. Он контролирует все оборудование и представляет ОС список своих томов, как если бы каждый из этих томов был независимым диском, хотя в фоновом режиме они могут состоять из множества дисков, сконфигурированных для различных уровней избыточности данных (также безопасность данных) и/или производительность. RAID 0 — это своего рода неправильное название: RAID = избыточные массивы независимых дисков (или дисков, в зависимости от того, кого вы спросите. Я предпочитаю слово «диски», потому что не все носители данных являются дисками. Кто-нибудь SSD?) RAID 0 не обеспечивает никакой избыточности. данных. Он просто распределяет данные по 2 или более дискам с единственной целью увеличения скорости записи и/или чтения данных. Я лично считаю, что именно по этой причине он обозначен как RAID уровня 0, поскольку он обеспечивает нулевую избыточность. Чем лучше контроллер, тем на большее он способен. Лично я использую RAID-контроллер Adaptec (теперь Microsemi) 72405. Он обеспечивает 24 внутренних порта через 6 разъемов SFF-8643. Есть 6 каналов, каждый из которых обеспечивает 4 порта через разветвленный кабель. К каждому порту можно подключить диск SAS или SATA.

В старые времена диски должны были быть отформатированы на низком уровне (это отличается от того, что происходит сегодня, когда вы «форматируете» жесткий диск). Когда вы выполняли форматирование на низком уровне, вы делали несколько вещей. Вы инициализировали диск , вы сопоставили плохие сектора, и карта секторов была сохранена на контроллере, и вы установили соотношение записи секторов к пропущенным секторам (я забыл фактический термин для этого отношения). Диски не имели возможности записывать данные непрерывно из физического сектора в физический сектор. После записи в один сектор накопителям требовалось короткое время для подготовки к следующему объему данных сектора (512 байт). Соотношение 3: 1 не было редкостью, что означало, что накопитель записывает один сектор, а затем пропускает 3 сектора перед записью. следующий. Если бы это соотношение было слишком низким, то привод был бы не готов и ему пришлось бы ждать, пока диск завершит свое вращение, чтобы сектор снова занял свое место. Вся эта информация хранилась на контроллере. Затем был введен новый способ сделать это. IDE или встроенная электроника привода. Диск был отформатирован на низком уровне, сопоставлен и оптимизирован на заводе. Все данные хранились на встроенном контроллере. Конечным пользователям больше не нужно было знать все о внутренней работе технологии, чтобы использовать ее наилучшим образом. У вас была IDE для обычных или менее требовательных пользователей, а затем у вас была SCSI для тех, кому требовался более высокий уровень производительности и емкости

Сегодня у нас все еще есть оптоволоконный канал, но его преимущество становится все меньше и меньше, а некоторые утверждают, что это вовсе не преимущество. Вместо этого у нас есть SATA и SAS. Каковы различия? В первую очередь производительность. Диски SAS, как правило, быстрее, чем SATA, но вы часто жертвуете емкостью ради этой производительности и платите за это больше. Когда я настраивал свою систему, я взвешивал преимущества и недостатки обоих. Мне пришлось сломать старую парадигму «SCSI лучше». Многие до сих пор придерживаются этой парадигмы. Парадигма изменилась. Все новые накопители теперь имеют встроенную электронику привода, хотя они и не называются IDE. То есть отображение секторов хранится во встроенной электронике всех приводов. SATA и SAS используют один и тот же интерфейс, а контроллеры RAID автоматически определяют, какой тип диска подключен к каждому порту, и их можно смешивать. Благодаря инновациям последовательного интерфейса для дисков они, по сути, сблизили SCSI и IDE по функциям и производительности, хотя разница все же есть. Лично я обнаружил, что могу получить столько же, если не больше, производительности от двух дисков SATA с чередованием, как и от одного диска SAS, плюс у меня больше места для хранения, и я не трачу деньги на SAS Premium. Это разумное мышление для моих обстоятельств. Но бывают ситуации, когда вам нужна производительность дисков SAS, объединенных в сложную конфигурацию RAID, которая обеспечит как безопасность данных, так и высокую производительность. Такие ситуации обычно называют корпоративными средами. Рассмотрим компанию, которая проектирует и производит истребители следующего поколения для ВВС, морской пехоты и/или флота (хотя морская пехота фактически является частью военно-морского ведомства). Инженеры и техники, участвующие в процессе проектирования, а затем процесс моделирования, нужна скорость, а также мощность. Для них SAS будет иметь больше смысла. SAS обеспечит повышенную производительность, а их бюджет позволит увеличить пропускную способность. Для меня самые требовательные задачи, которые выполняет моя система, связаны с играми, и я храню много видео для редактирования.Но я не использую систему, использующую 24 процессора XEON и эксабайты хранилища данных, которые необходимо передавать с постоянной скоростью, превышающей терабайт в секунду.

Благодаря своему удобству и экономичности RAID является очень распространенной технологией виртуализации хранилищ данных, которую предприятия применяют в центрах обработки данных. RAID обеспечивает определенную степень защиты хранимых данных, а также может помочь повысить производительность вычислений за счет ускорения доступа к хранимым данным.

RAID — это просто массив независимых жестких дисков. Для подключения этих нескольких жестких дисков к серверу или хост-контроллеру необходим адаптер. На самом деле, в большинстве случаев реализация RAID зависит от платы адаптера хост-контроллера (HBA), а в некоторых случаях — нет.

Какая реализация RAID не требует HBA? Все HBA работают для RAID? Где происходит процесс RAID? Какова связь между RAID, HBA и хостом? В этой статье вы найдете ответ.

Реализации RAID

Прежде чем говорить о RAID HBA, нам нужно представить основные реализации RAID. Распределением данных по нескольким дискам можно управлять либо с помощью специального компьютерного оборудования, либо с помощью программного обеспечения. Таким образом, существует два типа реализации RAID: аппаратный RAID и программный RAID. Для программного RAID не требуется HBA, а для аппаратного RAID требуется HBA. Это так?

Программный RAID может быть реализован различными способами: 1) как чисто программное решение или 2) как гибридное решение, включающее некоторое оборудование, предназначенное для повышения производительности и снижения нагрузки на ЦП системы.

Модель чистого программного обеспечения — программный RAID операционной системы

В этом случае реализация RAID представляет собой приложение, работающее на узле без дополнительного оборудования. В этом типе программного RAID используются жесткие диски, подключенные к

компьютерная система через встроенный интерфейс ввода-вывода или безпроцессорный адаптер главной шины (HBA). RAID становится активным, как только операционная система загружает программное обеспечение драйвера RAID.

Гибридная модель — программный RAID с аппаратной поддержкой

Этот тип программного RAID помогает преодолеть некоторые недостатки RAID. Такие решения обычно поставляются с дополнительным оборудованием (например, HBA с RAID BIOS или просто RAID BIOS, интегрированным в материнскую плату). Дополнительный BIOS делает функциональность RAID доступной при включении системы, обеспечивая резервирование во время загрузки, что снижает влияние средних ошибок на RAID, которые в противном случае могли бы привести к повреждению данных или неработоспособности системы.

Отдельная карта RAID HBA является признаком такой формы реализации RAID. Потому что вся обработка RAID выполняется на чипсете карты RAID HBA, а не в операционной системе хоста. Логические диски настраиваются и зеркалируются вне системы. Карта RAID HBA действует как независимая небольшая компьютерная система, предназначенная для приложения RAID, разгружая эту задачу с хост-системы. Карта RAID HBA полностью снимает с компьютерной системы задачу создания резервной подсистемы хранения и не влияет на производительность остальной системы даже в случае отказа диска.

Более сложные и компактные уровни RAID (например, RAID 5 или RAID 6) можно использовать без какого-либо влияния на систему. Основное отличие от программного RAID заключается в том, что дополнительные интерфейсы ввода-вывода на карте RAID HBA обычно обеспечивают большую расширяемость системы (добавление большего количества жестких дисков и большей емкости). Даже несколько массивов RAID не влияют на производительность хост-системы. Их можно легко перенести на другую операционную систему или даже на другую хост-систему или платформу.

Это плата контроллера HBA/RAID 6 Гбит/с от 10Gtek, в которой используется микросхема контроллера LSI SAS 2008. Он совместим с LSI 9211-8i. Этот HBA-адаптер можно использовать в качестве карты RAID-контроллера. Он имеет большие возможности расширения, поэтому поддерживает даже более высокие уровни RAID (RAID 0, RAID 1, RAID 10 и RAID 1E).

Помимо дискретной карты RAID-контроллера (HBA), аппаратный RAID может быть реализован как интегрированное оборудование на основе технологии RAID-on-Chip. Если процессор RAID, контроллер памяти, хост-интерфейс, интерфейсы ввода/вывода для подключения жестких дисков, а иногда и память интегрированы в один чип, такое решение можно назвать технологией RAID-on-Chip. Этот чип может быть интегрирован в материнскую плату и предлагает возможности аппаратного RAID с меньшими затратами (поскольку требуется только один высокоинтегрированный ASIC). ROC заменяет микросхему интерфейса ввода-вывода, которую можно найти на многих материнских платах серверов (например, микросхему контроллера SCSI). Это означает, что решение ROC включает в себя больше, чем просто возможность подключения жестких дисков.

Заключение

Итак, мы можем прийти к выводу: в чистой модели реализации программного RAID необходим безпроцессорный HBA. Но функция и обработка RAID не имеют значения для HBA. Безпроцессорный HBA представляет собой простую адаптерную плату. Что касается гибридной модели реализации программного RAID, то, если материнская плата не интегрирует RAID BIOS, ей нужен HBA с RAID BIOS.

HBA, используемый в аппаратной реализации RAID, — это тот самый HBA, который мы часто видим на рынке. Он интегрирован с чипом RAID, который обеспечивает процесс RAID.

Контроллер и карта похожи, но не одинаковы. Контроллер может быть встроенным как: 1) Дискретное устройство на материнской плате. 2) Дополнительная функция внутри чипсета (как у Intel RST). Карта может быть контроллером (для внутреннего подключения) или HBA (для внешнего подключения). HBA иногда подключаются к материнской плате с помощью фирменных разъемов, например, в блейд-серверах с ограниченным пространством. Но в этих случаях HBA будет иметь внутреннюю связь, поскольку блейд-серверы почти никогда не взаимодействуют с внешним хранилищем. Совсем недавно хранилище NVMe дало новую жизнь термину HBA. В сценарии NVMe промежуточное устройство (между устройством хранения и шиной PCIe) наиболее точно описывается как HBA; поскольку он является посредником трафика между хост-шиной (PCIe) и конечными точками (носители данных NVMe).

В целом, это в основном взаимозаменяемо. На всякий случай можно явно указать контекст его использования, чтобы избежать путаницы.

Проголосую за этот пост, потому что это вопрос, который я боялся задать.

u/M_O_N_T_Я не знал разницы между рейд-контроллером и картой. Боже, мне было бы так стыдно!!

Контроллер RAID и RAID HBA и карта RAID (могут означать одно и то же) в зависимости от режима работы контроллера хранилища. (либо через специальную прошивку, которая переводит его в один из этих режимов, либо через настройку BIOS, которая может переключать режим контроллера).

Подумайте об этом так. Аппаратное обеспечение RAID пытается замаскировать физические устройства, находящиеся за ним, и вместо этого представляет логическое устройство, управляемое какой-либо схемой RAID. Даже если вы настраиваете диски в режиме JBOD и не используете RAID, то, что делает адаптер в режиме RAID, это то, что вместо этого он представляет логическое устройство. Обычно это отображается как имя поставщика/логического устройства, т. е. Adaptec/HP/Dell RAID-устройство.

В режиме HBA функции RAID адаптера отключены/обойдены, а реальный физический диск передается операционной системе. Обычно это отображается как Seagate/Intel/Hitachi и т. Д. С реальной маркой / моделью самого диска. Прямой доступ к прошивке/статистике SMART.

RAID — Кэш аппаратного уровня (необязательно) и для разгрузки служебной нагрузки RAID на контроллер хранения, а не на ЦП.

HBA — использование диспетчеров логических томов, таких как Veritas, ZFS, StorageSpaces, CEPH и т. д., в которых эти LVM предпочитают, если не требуют прямого доступа к физическому устройству конечной точки.

Хотя потенциально вы можете смешивать аппаратный RAID (на основе контроллера) и программный RAID (на основе LVM), обычно это не считается хорошей идеей за пределами предварительно утвержденных проектных архитектур.

С выходом Windows Home Server 2011 в ближайшем будущем многие менее опытные домашние пользователи обращаются к подсистемам RAID для создания больших пулов хранения. Это сегмент, в котором без очень четкого базового понимания того, какие технологии используются, пользователь может принять решение о покупке, которое нанесет ущерб максимальной производительности его машины и безопасности данных. Важно, чтобы пользователь понимал относительные сильные и слабые стороны различных концепций RAID, программного RAID, «фальшивого RAID» и аппаратного RAID.

Например, мой любимый сайт HomeServerShow недавно рассмотрел недорогое решение Fake-RAID, HighPoint 2680 SGL, в качестве альтернативы встроенному RAID (судя по изображениям, это контроллер PCH BD82P55 P55). Обзор. проделал довольно хорошую работу, объяснив достоинства дополнительного контроллера, такие как переносимость между поставщиками материнских плат (например, можно легко перенести ICH9R на ICH10R RAID-массивы, но не ICH10R на материнские платы AMD, эта карта может преодолеть различия производителей материнских плат) , дополнительные порты с использованием разъемов SFF-8087 и, возможно, сокращение времени восстановления RAID. Что не упоминается, так это то, что встроенный в HighPoint Marvell 88SE6485 на самом деле является простым контроллером ввода-вывода, а не решением RAID на чипе, что делает карту HighPoint решением «фальшивого RAID».

Я давно собирался написать эту статью, но, поскольку Windows Home Server 2011 является горячей темой, она важнее, чем когда-либо. Эта часть действительно является обзором высокого уровня, который не будет охватывать каждую инкарнацию RAID и подробно описывать их. Скорее, это поможет вам принять решение о покупке оборудования.

Программный RAID (уровень ОС/файловой системы)

Обычно, когда говорят о чистом программном RAID, имеют в виду независимую от контроллера платформу RAID, которая выполняет зеркалирование, чередование и вычисления четности с использованием ЦП. В некоторых гибридных решениях, таких как решения на основе Promise C3500 и C5500, используются специальные встроенные процессоры Intel Xeon со встроенными функциями RAID, позволяющие ОС выполнять более быстрые вычисления четности. Эти решения немного стирают грань между чистым программным RAID, но, поскольку это общее введение, я сосредоточусь на типичных случаях.

Контроллер Intel SASUC8I HBA и RAID 0/1/10 LSI 1068E на базе контроллера

Обычные воплощения программного RAID включают Oracle/Sun ZFS, Linux mdadm, FlexRAID, Drobo BeyondRAID, unRAID Lime Technology, функции RAID на основе Windows Dynamic Disk, NetApp RAID-DP и т. д. Расширение диска Windows Home Server V1 не был реализацией RAID 1, но он использует ЦП для обеспечения избыточности хранимых данных, что может подтвердить любой, на кого повлиял DEmigrator.exe. Что касается выбора оборудования, если кто-то продолжает использовать удлинитель диска Windows Home Server V1, то категория программного RAID, вероятно, является местом для поиска идей.

Одним из больших преимуществ программного RAID является то, что он может не зависеть от аппаратного обеспечения при переносе дисков и массивов. В случае сбоя сервера можно переместить диски в новую систему с новыми HBA и получить доступ к данным в большинстве случаев при условии, что поставщик разрешает миграцию и контроллеры новой системы совместимы. Примером неработающей миграции с использованием программного RAID может быть использование дисков Drobo и размещение их в другой системе без проприетарной реализации RAID.

Еще одним важным преимуществом программного RAID является то, что с программным RAID можно получить множество расширенных функций, и набор функций может расширяться со временем. ZFS — отличный пример таких вещей, как дедупликация, кэширование L2ARC SSD, шифрование и RAID-Z3 с тройной четностью. Это действительно функции корпоративного класса, добавленные в последующие версии ZFS.

Для программного RAID необходимо приобрести простые адаптеры главной шины (HBA) для использования в системах. HBA выполняют простую задачу предоставления аппаратного интерфейса, чтобы базовая операционная система могла получить доступ к диску. Рекомендуется не использовать RAID-контроллеры с дополнительной встроенной логикой RAID, потому что нежелательно иметь три контроллера, диск, RAID-контроллер и ОС, потенциально пытающиеся выполнять такие действия, как исправление ошибок.

С точки зрения стоимости и поддержки, это область, в которой LSI превосходит других. HBA, основанные на таких контроллерах, как LSI 1068E и SAS2008, можно прошить и использовать в режиме инициатора-цели (IT), подробно обсуждаемом на этом сайте, чтобы превратить их в простые HBA. Эти два контроллера используются буквально в миллионах систем, поскольку они продаются OEM-производителями, такими как Dell, IBM, Intel, HP, Sun, Supermicro и т. д. В результате поддержка драйверов в целом превосходна, а цены разумны.

Fake-RAID аппаратно-программное решение

Пользователи обычно ссылаются на «Fake-RAID», когда речь идет о таких продуктах, как Intel ICH10R, AMD SB850 и различных продуктах Marvell (в качестве еще одного примера), в которых зеркалирование RAID, чередование и расчеты четности выполняются с помощью программного обеспечения, работающего на хосте. процессор системы. Ключевым моментом здесь является то, что это решение, в отличие от того, если оно выполняется на уровне ОС, обычно привязано к типу контроллера. Хотя некоторые карты расширения поддерживают массивы, охватывающие несколько контроллеров, подавляющее большинство ограничивают размер массива одним типом контроллера. Здесь важен тип контроллера, потому что обычно можно переносить массивы из одной системы в другую, если контроллер новой системы совместим. Например, перемещение массива RAID 1 с Intel ICH9R на ICH10R — очень простой процесс.

Контроллер HighPoint 2680

Основным преимуществом Fake-RAID является просто цена. Intel поддерживает его с помощью Intel Matrix Storage, а AMD также поддерживает южный мост. Для большинства пользователей, особенно при использовании приличного набора микросхем для сервера (или большинства небюджетных потребительских материнских плат), эта функция является «бесплатной». Для RAID 0 и RAID 1, особенно с использованием реализации южного моста/PCH, Fake-RAID может иметь стабильную производительность благодаря интерфейсу с высокой пропускной способностью и малой задержкой для ЦП. Еще одним преимуществом Fake-RAID является то, что многие реализации могут использоваться несколькими операционными системами. Например, можно отформатировать том FAT32 на основе ICH10R, а затем изменить операционную систему хост-системы на Linux и использовать том.В сценариях программного RAID, таких как использование томов ZFS напрямую системами Windows или Linux, как минимум сложно, но в большинстве случаев невозможно.

Два предостережения заключаются в том, что большинство решений Fake-RAID ограничены не более чем RAID 0, RAID 1, RAID 10, RAID 5 и RAID 50. С современными дисками емкостью 2 ТБ и 3 ТБ можно использовать схемы защиты с двойной четностью, такие как RAID 6. становятся практичными и, возможно, необходимыми по сравнению с реализациями RAID 4 и RAID 5 с одинарной четностью.

ASUS P8P67-Pro SATA портирует Intel и Marvell

Помимо отсутствия параметров двойной четности, есть еще одно серьезное предостережение Fake-RAID. Кэш обратной записи (также известный как кэш обратного копирования) может быть включен во многих приложениях, но его следует избегать тем, кто создает серверы хранения. Реализации Fake-RAID привязаны к аппаратным решениям, но не имеют встроенного кэша DRAM. В результате включение кэша с обратной записью означает, что данные временно сохраняются в основной системной памяти до . Хотя можно подумать, что это хорошо, если у них много быстрой памяти, это плохо для целостности данных. Если в системе произойдет сбой питания, данные, хранящиеся в основной памяти, будут потеряны. Чтобы снизить этот риск, можно использовать системы ИБП и резервные источники питания, однако в случае крупного сбоя данные все равно могут быть потеряны. Без кэширования с обратной записью производительность RAID 5 и RAID 50 снижается в ситуациях, когда выполняется большое количество операций записи. Лучше всего не включать кеш обратной записи на контроллерах Fake-RAID

С точки зрения рекомендаций по контроллерам я бы сказал, что решения Intel ICH10R/PCH и решения AMD SB850, вероятно, являются лучшим выбором с использованием RAID 1 или RAID 10 (RAID 0 не обеспечивает избыточность). Честно говоря, в ближайшие годы оба решения установки будут иметь доступные недорогие материнские платы, которые могут считывать массивы в ситуации восстановления. Это часто ограничивает от одного до четырех-шести портов подключения, но количество дисков сверх этого должно выглядеть как контроллер LSI SAS2008 в режиме IR (RAID) для RAID 1 или 10 или аппаратно-программные решения RAID. И Silicon Image, и Marvell производят популярные контроллеры, которые используются в надстройках класса Fake-RAID.

Аппаратный RAID

Аппаратные RAID-массивы, как правило, являются самым дорогим вариантом, но они по-прежнему имеют большое значение во многих приложениях. Аппаратный RAID проще всего представить как миниатюрный компьютер на плате расширения. Как правило, он имеет такие компоненты, как собственный BIOS, собственный интерфейс управления, иногда веб-сервер и сетевой адаптер (в высокопроизводительных картах Areca), процессор (например, почтенный Intel IOP348 или более новые чипы), встроенную память ECC DRAM, дополнительные источники питания. (блоки резервного питания от батарей), интерфейсы дисков и ввод-вывод через шину PCIe на периферийные устройства (в данном случае на остальную часть ПК). аппаратный RAID-контроллер похож на ПК, вероятно, это хорошая модель, о которой следует помнить.

Adatptec ABM 800T BBU

Аппаратные RAID имеют определенные преимущества. Обычно он не зависит от ОС, поэтому тома не зависят от ОС / файловой системы, такой как программный RAID. Помимо этого, аппаратный RAID обычно имеет по крайней мере варианты для кэшей записи с резервным питанием от батареи или более новых кэшей записи на основе конденсаторной флэш-памяти. Это позволяет включить кэширование с обратной записью с дополнительной защитой от длительных перебоев в подаче электроэнергии. В схемах кэш-памяти записи с резервным питанием от батареи блок резервного питания от батареи (BBU) подключается к контроллеру и поддерживает питание DRAM в случае, если питание больше не подается на карту. В схемах защиты на основе конденсаторной флэш-памяти событие отключения питания для карты позволит DRAM передать содержимое в хранилище NAND, в то время как конденсатор поддерживает питание NAND и DRAM. BBU обычно рассчитаны как минимум на два дня защиты питания. Хранилище NAND теоретически может обеспечить месяцы обслуживания данных. Это не лучшая практика, но интересно отметить, что теоретически можно отключить сервер, пока данные записываются и кэшируются в DRAM, а контроллер/диски устанавливаются в новую систему на следующий день, и никакие данные не будут потеряны. Я делал это дважды, но подчеркну: не пытайтесь делать это, если нет другого выхода.

С точки зрения производительности аппаратный RAID представляет собой интересное сочетание. Когда выпускаются новые контроллеры, как правило, они предлагают более высокие IOPS, новые интерфейсы PCIe и дисков, более быструю DRAM и т. д., что положительно влияет на производительность. Ближе к концу жизненного цикла контроллера производительность, как правило, не соответствует требованиям новейших поколений приводов. Например, Dell PERC 5/i со старым процессором Intel IOP333 будет «задыхаться» при использовании с восемью твердотельными накопителями «поколения 2». Твердотельные накопители – не единственный способ заблокировать старый контроллер. Многие большие диски в массивах могут потребовать длительного времени перестройки из-за скорости процессора и огромного объема обрабатываемых данных.

Одним из важных факторов является то, что многие поставщики предлагают такие функции, как кэширование SSD с помощью Adaptec maxCache и LSI CacheCade), оптимизацию SSD, отказоустойчивость контроллера (диски — не единственные компоненты хранилища, которые выходят из строя) и т. д. на аппаратных RAID-картах. Во многих случаях эти функции определяют решения о покупке.

Аппаратный RAID-контроллер Areca 1880i

Двумя самыми большими недостатками аппаратных RAID-контроллеров, вероятно, являются зависимость от поставщика и стоимость. Привязка к поставщику предполагает возможность переноса массивов только на контроллеры одного и того же поставщика. Линейки продуктов могут пересекаться, например, массивы, созданные Adaptec 3805, можно перенести на контроллеры Adaptec 5805, если используются соответствующие версии прошивки, однако те же самые массивы не будут работать на контроллерах Areca RAID. Это особенно важно, когда речь идет о затратах. Полнофункциональные аппаратные RAID-контроллеры могут стоить несколько сотен долларов, а BBU добавляют дополнительные 100 или более долларов за каждый контроллер. Если контроллер выходит из строя, замена может быть дорогостоящим предложением. Недостатком некоторых контроллеров является то, что массивы RAID не могут охватывать несколько контроллеров. В этом случае решение ограничивается количеством дисков, которые можно подключить к одному контроллеру. Программный RAID обычно не имеет этого ограничения.

В настоящее время серия Areca 1880, а также серии LSI 9260 и LSI 9280, вероятно, являются лучшими аппаратными RAID-решениями, предлагающими подключение SAS и SATA со скоростью 6,0 Гбит/с и множеством улучшений по сравнению с предыдущими поколениями. Следует отметить, что дорогие аппаратные RAID-решения с батарейным питанием действительно необходимы только в том случае, если используется RAID 5 или RAID 6. Решения RAID 1 или RAID 10 работают довольно хорошо даже без дорогостоящих аппаратных RAID-контроллеров и могут быть приобретены относительно недорого.

Заключение

Это была большая статья, которую можно было написать за вечер, но мы надеемся, что она поможет людям понять общие последствия различных реализаций RAID. В каждой реализации вышеперечисленного существует множество вариаций, так что считайте это общим обзором по этому вопросу. Как всегда, в ближайшие недели и месяцы на эту тему будет больше информации. Если кто-то увидит что-то более понятное, пожалуйста, дайте мне знать на форумах. Кроме того, на форумах RAID-контроллеров и HBA можно обсудить различные варианты контроллеров.

Читайте также: