Управление raid контроллером из под windows

Обновлено: 04.07.2024

Настраиваем программный RAID на UEFI-системах в Windows

Программный RAID пользуется заслуженной популярностью, позволяя легко создавать отказоустойчивые дисковые конфигурации в недорогих системах, отличаясь простотой создания и управления. Но с переходом современных систем на UEFI появились некоторые особенности, касающиеся процесса загрузки, которые следует понимать и принимать во внимание. В противном случае отказоустойчивость может оказаться мнимой и при отказе одного из дисков вы просто не сможете загрузить систему.

Данная инструкция может кому-то показаться сложной, действительно, для создания программного RAID на UEFI-системах требуется довольно много подготовительных действий. Также определенное количество операций придется выполнить и при замене отказавшего диска, но это тема для отдельной статьи. В связи с этим встает вопрос выбора между программным RAID и встроенным в материнскую плату, т.н. fake-raid.

Если брать вопрос производительности, то сегодня он абсолютно неактуален, тем более что вся обработка данных так или иначе осуществляется силами CPU. Основным аргументов в пользу встроенного RAID служит простота его использования, но за это приходится платить совместимостью. Собранные таким образом массивы будут совместимы только со своим семейством контроллеров. К счастью, сейчас уже нет того зоопарка, который был еще лет 10 назад, но все равно, собранный на базе платформы Intel массив вы не запустите на AMD-системе.

Также вы можете столкнуться с тем, что несмотря на то, что массив собрался, система не может загрузиться, так как не имеет в своем составе драйверов для новой версии контроллера, это может быть актуально для старых ОС на новых аппаратных платформах. Кроме того, все операции по замене дисков, расширению и ресинхронизации массива вам придется делать в оффлайн режиме, загрузить систему с массива в состоянии обслуживания вы не сможете.

Программные массивы лишены этих недостатков, все что им требуется - это поддержка со стороны ОС. Операции обслуживания также можно выполнять без прерывания работы системы, естественно принимая во внимание тот факт, что производительность дисковой системы в это время будет снижена. Но есть и обратная сторона медали, динамические диски Windows имеют ряд неприятных особенностей, например, ограниченные возможности по управлению дисковым пространством и обслуживанию. Штатные инструменты имеют только базовые функции, а из коммерческого софта работу с данным типом дисков обычно поддерживают только дорогие корпоративные версии.

Также есть другая особенность, вытекающая из архитектуры программных RAID массивов, если некритически отказал тот жесткий диск, с которого осуществляется загрузка, то система не будет автоматически загружена со второго, исправного HDD, вы получите ошибку (или BSOD) и вам потребуется вручную изменить порядок загрузки для восстановления работы системы.

Но несмотря на определенные недостатки и ограничения, программный RAID на основе динамических дисков пока остается единственной возможностью обеспечить отказоустойчивость системы, не прибегая к аппаратным средствам.

Конфигурация разделов Windows-систем с UEFI

Прежде всего рассмотрим стандартную конфигурацию разделов, автоматически создаваемую Windows с UEFI, приведенный ниже пример соответствует последним версиям Windows 10 и Windows Server 2016/2019, у более ранних версий Windows разметка может несущественно отличаться.

Windows RE - NTFS раздел со средой восстановления, в последних версиях Windows имеет размер в 500 МБ, при создании ему присваиваются специальные атрибуты, препятствующие назначению буквы диска и удалению раздела через консоль управления дисками. В тоже время данный раздел не является необходимым для работы системы, среда восстановления может находиться на системном диске и даже может отсутствовать. Вынос среды восстановления на отдельный раздел преследует две цели: возможность работы на зашифрованных системах и защита от некорректных действий пользователя.

EFI - раздел специального типа с файловой системой FAT32, который содержит загрузчик, вызываемый микропрограммой UEFI. Данный раздел должен находиться в основной таблице разделов и не может быть расположен на динамическом диске. В Windows он ошибочно называется зашифрованным, имеет критическое значение для нормальной работы системы. В современных Windows-системах имеет размер в 100 МБ.

MSR (Microsoft System Reserved) - служебный раздел с файловой системой NTFS, является обязательным для GPT-разметки, которая не позволяет использовать скрытые сектора диска, используется для служебных операций встроенного и стороннего ПО, например, при преобразовании диска в динамический. Является скрытым и не отображается в оснастке управление дисками. Его размер в современных системах - 16 МБ.

Windows - самый обычный раздел с системой, фактически под ним следует понимать любую пользовательскую разметку. Никаких особенностей он в себе не таит.

Производители ПК могут добавлять дополнительные разделы, например, с резервным образом системы для отката к заводским настройкам или собственными инструментами восстановления, чаще всего они имеют специальные GPT-атрибуты, как и у раздела Windows RE.

Подготовка к созданию программного RAID

Будем считать, что вы уже установили операционную систему на один из дисков, в нашем примере будет использоваться Windows Server 2019 установленный на виртуальной машине. Если мы откроем оснастку Управление дисками, то увидим примерно следующую картину:

Первым идет раздел Windows RE, размером в 499 МБ, а за ним раздел EFI, который ошибочно именуется шифрованным. Но как мы говорили выше, данная оснастка не дает полного представления о структуре разметки, поэтому запустим утилиту командной строки diskpart и получим список разделов:

Первая команда запускает утилиту, вторая выбирает первый диск (диск 0) и третья выводит список разделов.

Здесь присутствуют все существующие на диске разделы, включая MSR, размером в 16 МБ. Теперь нам нужно воспроизвести аналогичную разметку на втором жестком диске. Будем считать, что вы еще не вышли из утилиты diskpart, поэтому выберем второй жесткий диск (диск 1) и очистим его:

Внимание! Данная команда полностью удалит все данные с указанного диска. Убедитесь, что вы выбрали нужный диск и что он не содержит никаких данных!

Преобразуем диск в GPT:

При преобразовании на диске будет автоматически создан MSR раздел, нам он пока не нужен, поэтому удалим его командой:

После чего убедимся, что диск не содержит разделов.

Теперь можно создавать разметку. Разделы должны идти в том же порядке и с тем же типом, что и на первом диске. Поэтому первым создадим раздел восстановления, он не является обязательным и не влияет на работу системы. В принципе его можно даже не форматировать, но во избежание каких-либо недоразумений в дальнейшем мы рекомендуем создать раздел с теми же атрибутами, что и оригинальный раздел восстановления.

На всякий случай явно выберем диск и создадим на нем раздел размером в 499 МБ, который отформатируем в NTFS:

Затем зададим ему нужные GPT-атрибуты:

Идентификатор de94bba4-06d1-4d40-a16a-bfd50179d6ac задает тип раздела как Windows RE, а атрибут 0x8000000000000001 препятствует назначению буквы диска и помечает раздел как обязательный для работы системы, во избежание его удаления из оснастки управления дисками.

Следующим шагом создадим раздел EFI:

Если все сделано правильно, то вы должны получить следующую схему разметки, которая будет полностью повторять (за исключением системного раздела) разметку первого диска.

После чего систему обязательно следует перезагрузить.

Создание программного RAID

Прежде всего преобразуем диски в динамические, это можно сделать в оснастке Управление дисками:

или утилитой diskpart:

Затем добавим зеркало к системному диску через графический интерфейс

или с помощью diskpart:

После чего следует обязательно дождаться ресинхронизации данных, в зависимости от скорости и объема дисков это может занять некоторое время.

Настройка загрузчика EFI и его копирование на второй раздел

Снова запустим утилиту diskpart и присвоим буквы EFI разделам на дисках, но перед этим уточним расположение нужного нам раздела:

Как видим интересующий нас раздел имеет номер 2, выберем его и присвоим букву:

Повторим аналогичные манипуляции со вторым диском:

Выйдем из утилиты diskpart (команда exit) и перейдем в EFI раздел первого диска:

Для просмотра текущих точек загрузки выполните:

Вывод команды покажет нам единственную запись диспетчера загрузки (на текущем EFI-разделе) и две записи загрузчика Windows, на каждом из зеркальных томов. Нам потребуется создать второй экземпляр диспетчера загрузки:

Из вывода данной команды нам потребуется идентификатор, скопируем его для использования в следующей команде.

В фигурных скобках должен быть указан идентификатор, полученный на предыдущем шаге.

После чего экспортируем BCD-хранилище загрузчика:

И скопируем содержимое EFI-раздела на второй диск:

Ошибка при копировании активного экземпляра BCD-хранилища - это нормально, собственно поэтому мы и сделали его экспорт, вместо того, чтобы просто скопировать. Затем переименуем копию хранилища на втором диске:

и удалим ее с первого:

Осталось удалить буквы дисков EFI-разделов, для этого снова запустим diskpart:

Теперь можно перезагрузить систему и в загрузочном меню BIOS выбрать Windows Boot Manager 2, затем Windows Server - вторичный плекс - это обеспечит использование EFI-загрузчика и системного раздела второго диска. Если вы все сделали правильно - загрузка будет удачной. Таким образом у нас будет полноценное зеркало системного раздела на динамических дисках в UEFI-системе.

В данной статье будет рассказано о сборке и подключении RAID в Windows. Соберем программный RAID 1 на базе windows 10.

Аналогичным способом можно собрать программный рейд и в предыдущих версиях windows, таких как 7,8, 8,1.

О том, что такое RAID какие они бывают, спецификацию и особенности, можете прочитать тут. Там вы найдете всю исчерпывающую информацию на эту тему.

Для сборки и подключения RAID в windows необходимо как минимум два диска.

На основе двух дисков можно собрать два вида массива.

Минус этого массива в том, что если сломается любой из этих дисков, мы потеряем всю информацию.

В случае выхода из строя одного диска всю информацию можно получить без проблем со второго диска. Заменив вышедший из строя диск массив восстанавливается и можно дальше продолжать его использовать.

Так как, совершенно одинаковая информация расположена на двух дисках одновременно, то скорость ее считывания увеличивается. Скорость записи к сожалению остается прежней.

Но для сохранения информации это вполне оправданные расходы.

Собираем RAID в Windows

Перед тем как приступить к сборке программного RAID 1 нам необходимо подключить наши диски к компьютеру.

Желательно использовать два одинаковых диска, не только по производителю но и одним объемом.

В моем случае это будет два диска по 20Гб.

После подключения дисков включаем наш компьютер.

Перед нами откроется консоль управления дисками.

В консоли мы видим наши два новых подключенных диска. В моем случае это Диск 1 и Диск 2, объемом 20Гб каждый.

На следующем этапе нам необходимо выбрать второй диск для сборки RAID 1 и кнопкой добавить переместить его в правую половину.

В следующем окне выбираем файловую систему и метку тома, для ускорения процесса ставим галочку быстрое форматирование.

Наши диски будут преобразованы в Динамические, о чем нас предупредят и мы должны с этим согласится

Спустя несколько секунд произойдет сборка RAID 1 и диски начнут синхронизироваться. В консоли управления дисками мы увидим как они поменяю цвет на красноватый.

Так же появится диск в проводнике Windows.

На этом сборка RAID 1 закончена и его можно полноценно использовать для хранения наших файлов.

Меняем неисправный диск.

При замене диска нее забываем выключить наш компьютер.

После замены выбираем наш исправный диск и нажимаем добавить зеркало. В качестве зеркала выбираем новый исправный диск и нажимаем добавить зеркало.

Рейд соберется снова, дождитесь его Ресинхронизации и можно будет продолжить им пользоваться.

Каким бы мощным ни был ваш компьютер, у него все же есть одно слабое место: жесткий диск. Он отвечает за целостность и безопасность ваших данных и оказывает значительное влияние на производительность вашего ПК. При этом жесткий диск – единственное устройство в системном блоке, внутри которого есть движущиеся механические части, что и делает его слабым звеном, способным полностью вывести из строя ваш компьютер.

Сегодня есть два способа ускорить работу вашего компьютера: первый – купить дорогой SSD, а второй – по максимуму использовать материнскую плату, то есть настроить массив RAID 0 из двух жестких дисков. Тем более RAID-массив можно использовать и для повышения безопасности ваших важных данных.

В этой статье мы рассмотрим, как создать программный RAID с помощью встроенных инструментов Windows.

Содержание:

Современные материнские платы позволяют создавать дисковые RAID-массивы без необходимости докупать оборудование. Это позволяет значительно сэкономить на сборке массива в целях повышения безопасности данных или ускорения работы компьютера.

Создание программного RAID с помощью встроенных инструментов Windows 8 или Windows 10

Windows 10 имеет встроенную функцию «Дисковые пространства», которая позволяет объединять жесткие диски или твердотельные накопители в один дисковый массив, называемый RAID. Эта функция была впервые представлена в Windows 8 и значительно улучшена в Windows 10, что упростило создание многодисковых массивов.

Чтобы создать массив RAID, вы можете использовать как функцию «Дисковые пространства», так и командную строку или «Windows PowerShell».

Перед созданием программного RAID необходимо определить его тип и для чего он будет использоваться. Сегодня Windows 10 поддерживает три типа программных массивов: RAID 0, RAID 1, RAID 5 (Windows Server).

Вы можете прочитать о том, какие типы RAID существуют и какой RAID в каких целях лучше использовать, в статье «Типы RAID и какой RAID лучше всего использовать».

Итак, мы определились с типом RAID. Затем для создания дискового массива мы подключаем все диски к компьютеру и загружаем операционную систему.

Стоит отметить, что все диски будущего RAID должны быть одинаковыми не только по объему памяти, но желательно и по всем другим параметрам. Это поможет избежать многих неприятностей в будущем.

Далее, чтобы создать программный RAID-массив, выполните следующие действия:

Шаг 1. Откройте «Панель управления», щелкнув правой кнопкой мыши «Пуск» и выбрав «Панель управления» («Control Panel»).

Шаг 2: В открывшемся окне выберите «Дисковые пространства» («Storage Spaces»)

Шаг 3. Затем выберите «Создать новый пул и дисковое пространство» («Create a new pool and storage space»).

Шаг 4: Выберите диски, которые вы хотите добавить в массив RAID, и нажмите «Создание пула носителей» («Create pool»).

Важно: все данные на дисках, из которых создается RAID-массив, будут удалены. Поэтому заранее сохраните все важные файлы на другой диск или внешний носитель.

После того, как вы настроили массив, вы должны дать ему имя и правильно настроить.

Шаг 5: В поле «Имя» введите имя нашего RAID-массива.

Шаг 6: Затем выберите букву и файловую систему для будущего RAID

Именно с этим именем и буквой массив будет отображаться в системе Windows.

Шаг 7: Теперь вы должны выбрать тип устойчивости.

В зависимости от выбранного типа RAID мастер автоматически установит максимально доступную емкость дискового массива.

Обычно это значение немного ниже, чем фактический объем доступных данных, и вы также можете установить больший размер дискового пространства. Однако имейте в виду, что это сделано для того, чтобы вы могли установить дополнительные жесткие диски, когда массив будет заполнен, без необходимости перестраивать его.

Шаг 8. Нажмите «Create storage space».

После того, как мастер настроит ваш новый RAID, он будет доступен как отдельный диск в окне «Этот компьютер».

Новый диск не будет отличаться от обычного жесткого диска, и вы можете выполнять с ним любые операции, даже зашифровать его с помощью BitLocker.

Об использовании BitLocker вы можете прочитать в статье «Как зашифровать данные на жестком диске с помощью BitLocker».

Вы можете создать еще один программный RAID. Только количество жестких дисков, подключенных к ПК, ограничивает количество создаваемых RAID-массивов.

Как добавить или удалить диск в уже существующем массиве RAID

Как добавить диск в RAID

Предположим, у вас уже есть программный RAID-массив, и вы его используете. Однажды может возникнуть ситуация, когда вам станет не хватать места на диске. К счастью, Windows 10 позволяет добавить еще один диск в уже существующий массив с помощью встроенных инструментов.

Чтобы добавить диск, вы должны открыть утилиту «Дисковые пространства», используя метод, описанный выше, и выбрать «Добавить диски».

В открывшемся меню выберите диск, который хотите добавить, и нажмите «Добавить диск». Жесткий диск будет добавлен к уже существующему массиву RAID.

Как удалить диск из RAID-массива

Чтобы удалить диск из RAID-массива, следуйте алгоритму:

Шаг 1: Откройте утилиту «Дисковые пространства», как описано выше, и нажмите кнопку «Изменить параметры».

Шаг 2. Откройте существующий массив RAID и выберите «Физические диски».

Шаг 3. Во всплывающем списке выберите диск, который вы хотите удалить, и нажмите «Подготовить к удалению».

Windows автоматически перенесет данные на другие диски, а кнопка «Подготовить к удалению» изменится на «Удалить».

После нажатия кнопки «Удалить» система удалит диск из RAID. Для дальнейшей работы с этим накопителем вам потребуется создать на нем новый раздел. Для этого вы можете использовать встроенную утилиту diskpart или утилиту Disk Management.

Создайте программный RAID с помощью командной строки

Другой способ создать программный RAID – использовать командную строку или Windows PowerShell.

Чтобы создать программный RAID с помощью командной строки:

Шаг 1. Щелкните правой кнопкой мыши «Пуск» и выберите «Командная строка (Администратор)» или «Windows PowerShell (Admin)».

Шаг 2: В открывшемся окне введите команду «diskpart» и нажмите «Enter».

Шаг 3: Чтобы отобразить список дисков, введите «list disk».

Утилита Diskpart отобразит все диски, подключенные к вашему ПК.

Шаг 4: Выберите диски, которые вы хотите добавить в массив RAID, один за другим, и превратите их в динамические диски с помощью команд:

select disk 1 – где 1 – номер желаемого диска
convert dynamic – преобразовать в динамический
select disk 2
convert dynamic
select disk 3
convert dynamic

Теперь, когда мы преобразовали наши диски, мы можем создать том RAID, введя следующие команды:

select disk 1
Create Volume RAID Disk 1, 2, 3

После этого следует убедиться, что массив создан.

Для этого введите команду «list disk».

Все диски будут объединены в один диск.

Шаг 5: Теперь все, что вам нужно сделать, это отформатировать диск и присвоить ему букву. Для этого введите следующие команды:

select volume 2
Format FS=NTFS Label=MyNewVolume
Assign Letter=F

Шаг 6. Введите «exit» и нажмите Enter.

После этого выбранные диски будут объединены в RAID-массив.

Отметим, что с помощью этого метода будет создан RAID 5.

RAID 0

Если вы хотите создать RAID 0, в утилите Diskpart введите:

RAID 1

Чтобы создать RAID 1, вам необходимо ввести следующие команды одну за другой:

list disk – для отображения подключенных дисков;
select disk 0 — количество дисков, их которых создается зеркало;
convert dynamic – преобразование диска в динамический.

select volume 0 – выбрать нужный диск;
add disk=1 – добавить нужный диск для зеркалирования.

После этого будет создан массив RAID 1.

Программное создание RAID в Windows 7

В Windows 7 вы можете использовать утилиту «Управление дисками» для создания программного RAID. Следует отметить, что диск, с которого загружается система, нельзя использовать в RAID, так как он будет преобразован в динамический. Вы можете использовать любые диски, кроме системных.

Шаг 1. Откройте «Пуск», щелкните правой кнопкой мыши «Компьютер» и выберите «Управление».

Шаг 2: В появившемся мастере нажмите «Далее».

Шаг 3. В открывшемся меню вы должны выбрать диски, которые вы хотите объединить в массив RAID, и нажать «Далее».

Шаг 4: Выберите букву для созданного RAID-массива и нажмите «Далее».

Шаг 5: В следующем окне выберите тип файловой системы (NTFS), укажите размер блока и укажите имя тома. После этого нажмите «Далее».

Шаг 6: После того, как система создаст новый массив RAID, нажмите кнопку «Готово».

После нажатия кнопки «Готово» появится окно с предупреждением о том, что будет выполнено преобразование базового диска в динамический и загрузка ОС с динамического диска будет невозможна. Просто нажмите «ОК».

После этого созданный RAID-массив отобразится в окне «Мой компьютер» как обычный жесткий диск, с которым можно выполнять любые операции.

Что делать, если вы потеряли важные данные на RAID-массиве

Использование RAID-массивов может значительно повысить безопасность данных, что очень важно в современном мире. Однако нельзя исключать человеческий фактор.

Потеря важных файлов возможна из-за случайного удаления, форматирования, изменения логической структуры файловой системы и многих других причин. Кроме того, не исключен сбой RAID.

RS RAID Retrieve способен восстановить любой тип RAID-массива, поддерживает все файловые системы, используемые в современных операционных системах.

Организация единого дискового пространства — задача, легко решаемая с помощью аппаратного RAID-контроллера. Однако следует вначале ознакомиться с особенностями использования и управления таким контроллером. Об этом сегодня расскажем в нашей статье.

Надежность и скорость работы дисковых накопителей — вопрос, волнующий каждого системного администратора. Несмотря на заверения производителей о качестве собственных устройств — HDD и SSD продолжают выходить из строя в самое неподходящее время, теряя драгоценные данные. Технология S.M.A.R.T. в большинстве случаев дает возможность оценить «здоровье» накопителя, но это не гарантирует того, что диск будет продолжать беспроблемно работать.

Предсказать выход диска из строя со 100%-ой точностью невозможно, поэтому следует предусмотреть вариант, при котором это не станет проблемой или причиной остановки сервисов. Использование RAID-массивов решает эту задачу. Рассмотрим три основных подхода, применяющихся для этой задачи:

Программный RAID — наименее затратный вариант, но и наименее производительный. Массив создается средствами операционной системы, вся нагрузка по обработке данных «ложится на плечи» центрального процессора.
Интегрированный аппаратный RAID (еще его часто называют Fake-RAID) — микрочип, установленный на материнскую плату, который берет на себя часть функционала аппаратного RAID-контроллера, работая в паре с центральным процессором. Этот подход работает чуть быстрее, чем программный RAID, но надежность у такого массива оставляет желать лучшего.
Аппаратный RAID — это отдельный контроллер с собственным процессором и кэширующей памятью, полностью забирающий на себя выполнение всех дисковых операций. Наиболее затратный, однако, самый производительный и надежный вариант для использования.

Внешний вид

Мы выбрали решения Adaptec от компании Microsemi. Это RAID-контроллеры, зарекомендовавшие себя удобством использования и высокой производительностью. Их мы устанавливаем, если наш клиент решил заказать сервер произвольной или фиксированной конфигурации.

Для подключения дисков используются специальные интерфейсные кабели. Со стороны контроллера используются разъемы SFF8643. Каждый кабель позволяет подключить до 4-х дисков SAS или SATA (в зависимости от модели). Помимо этого интерфейсный кабель еще имеет восьмипиновый разъем SFF-8485 для шины SGPIO, о назначении которой поговорим чуть позже.

Помимо самого RAID-контроллера существует еще два дополнительных устройства, позволяющих увеличить надежность:

Это особенно важно, когда включен режим отложенной записи кэша (Writeback). При пропадании электропитания содержимое кэша не будет сброшено на диски, что приведет к потере данных и, как следствие, штатная работа дискового массива будет нарушена.

Технические характеристики

Температура

Вначале хотелось бы затронуть такую важную вещь, как температурный режим аппаратных RAID-контроллеров Adaptec. Все они оснащены небольшими пассивными радиаторами, что может вызвать ложное представление о небольшом тепловыделении.

Производитель контроллера приводит в качестве рекомендуемого значения воздушного потока — 200 LFM (linear feet per minute), что соответствует показателю 8,24 литра в секунду (или 1,02 метра в секунду). Рассчитаны такие контроллеры исключительно на установку в rackmount-корпусы, где такой воздушный поток создается скоростными штатными кулерами.

От 0°C до 40-55°C — рабочая температура большинства RAID-контроллеров Adaptec (в зависимости от наличия установленных модулей), рекомендованная производителем. Максимальная рабочая температура чипа составляет 100°C. Функционирование контроллера при повышенной температуре (более 85°C) может вывести его из строя. Удобства ради приводим под спойлером табличку рекомендуемых температур для разных серий контроллеров Adaptec.

Series 2 (2405, 2045, 2805) and 2405Q	55°C без модулей
Series 5 (5405, 5445, 5085, 5805, 51245, 51645, 52445)	55°C без батарейного модуля, 40°C с батарейным модулем ABM-800
Series 5Z (5405Z, 5445Z, 5805Z, 5805ZQ)	50°C с модулем ZMCP
Series 5Q (5805Q)	55°C без батарейного модуля, 40°C с батарейным модулем ABM-800
Series 6E (6405E, 6805E)	55°C без модулей
Series 6/6T (6405, 6445, 6805, 6405T, 6805T)	55°C без ZMCP модуля, 50°C с ZMCP модулем AFM-600
Series 6Q (6805Q, 6805TQ)	50°C с ZMCP модулем AFM-600
Series 7E (71605E)	55°C без модулей
Series 7 (7805, 71605, 71685, 78165, 72405)	55°C без ZMCP модуля, 50°C с ZMCP модулем AFM-700
Series 7Q (7805Q, 71605Q)	50°C с ZMCP модулем AFM-700
Series 8E (8405E, 8805E)	55°C без модулей
Series 8 (8405, 8805, 8885)	55°C без ZMCP модуля, 50°C с ZMCP модулем AFM-700
Series 8Q (8885Q, 81605Z, 81605ZQ)	50°C с ZMCP модулем AFM-700

Нашим клиентам не приходится беспокоиться о перегреве контроллеров, поскольку в наших дата-центрах поддерживается постоянный температурный режим, а сборка серверов произвольной конфигурации происходит с учетом особенностей таких комплектующих (о чем мы упоминали в нашей предыдущей статье).

Скорость работы

Для того чтобы продемонстрировать, как наличие аппаратного RAID-контроллера способствует увеличению скорости работы сервера, мы решили собрать тестовый стенд со следующей конфигурацией:

CPU Intel Xeon E3-1230v5;
RAM 16 Gb DDR4 2133 ECC;
4 HDD емкостью по 1 ТБ.

Затем в этот же стенд поставим RAID-контроллер Adaptec ASR 7805 с модулем защиты кэша AFM-700, подключим к нему эти же жесткие диски и выполним точно такое же тестирование.

С программным RAID

Несомненное преимущество программного RAID — простота использования. Массив в ОС Linux создается с помощью штатной утилиты mdadm. При установке операционной системы чаще всего создание массива предусмотрено непосредственно из установщика. В случае, когда такой возможности установщик не предоставляет, достаточно всего лишь перейти в соседнюю консоль с помощью сочетания клавиш Ctrl+Alt+F2 (где номер функциональной клавиши — это номер вызываемой tty).

Создать массив очень просто. Командой fdisk -l смотрим, какие диски присутствуют в системе. В нашем случае это 4 диска:

Проверяем, чтобы на дисках не было метаданных, например, от предыдущего массива:

В случае, если на одном или нескольких дисках будут метаданные, удалить их можно следующим образом (где sdX — требуемый диск):

Создадим на каждом диске разделы для будущего массива c помощью fdisk. В качестве типа раздела следует указать fd (Linux RAID autodetect).

Собираем массив RAID 10 из созданных разделов с помощью команды:

Сразу после этого будет создан массив /dev/md0 и будет запущен процесс перестроения данных на дисках. Для отслеживания текущего статуса процесса введите:

Пока процесс перестроения данных не будет завершен, скорость работы дискового массива будет снижена.

После установки операционной системы и Bitrix24 на созданный массив мы запустили стандартный тест и получили следующие результаты:

С аппаратным RAID

Прежде чем сервер сможет использовать единое дисковое пространство RAID-массива, необходимо выполнить базовую настройку контроллера и логических дисков. Сделать это можно двумя способами:

при помощи внутренней утилиты контроллера,
утилитой из операционной системы.

Утилита позволяет не только управлять настройками контроллера, но и логическими устройствами. Инициализируем физические диски (вся информация на дисках при инициализации будет уничтожена) и создадим массив RAID-10 с помощью раздела Create Array. При создании система запросит желаемый размер страйпа, то есть размер блока данных за одну I/O-операцию:

больший размер страйпа идеален для работы с файлами большого размера;
меньший размер страйпа подойдет для обработки большого количества файлов небольшого размера.

Важно — размер страйпа задается только один раз (при создании массива) и это значение в дальнейшем изменить нельзя.

Сразу после того, как контроллеру отдана команда создания массива, также, как и с программным RAID, начинается процесс перестроения данных на дисках. Этот процесс работает в фоновом режиме, при этом логический диск становится сразу доступен для BIOS. Производительность дисковой подсистемы будет также снижена до завершения процесса. В случае, если было создано несколько массивов, то необходимо определить загрузочный массив с помощью сочетания клавиш Ctrl + B.

После того как статус массива изменился на Optimal, мы установили Bitrix24 и провели точно такой же тест. Результат теста:

Сразу становится понятно, что аппаратный RAID-контроллер ускоряет операции чтения и записи на дисковый носитель за счет использования кэша, что позволяет быстрее обрабатывать массовые обращения пользователей.

Управление контроллером

Непосредственно из операционной системы управление контроллером производится с помощью программного обеспечения, доступного для скачивания с сайта производителя. Доступны варианты для большинства операционных систем и гипервизоров:

Debian,
Ubuntu,
Red Hat Linux,
Fedora,
SuSE Linux,
FreeBSD,
Solaris,
Microsoft Windows,
Citrix XenServer,
VMware ESXi.

С помощью указанных утилит можно, не прерывая работу сервера, легко управлять логическими и физическими дисками. Также можно задействовать такой полезный функционал, как «подсветка диска». Мы уже упоминали про пятый кабель для подключения SGPIO — этот кабель подключается напрямую в бэкплейн (от англ. backplane — соединительная плата для накопителей сервера) и позволяет RAID-контроллеру полностью управлять световой индикацей каждого диска.

Следует помнить, что бэкплэйны поддерживают не только SGPIO, но и I2C. Переключение между этими режимами осуществляется чаще всего с помощью джамперов на самом бэкплэйне.

Каждому устройству, подключенному к аппаратному RAID-контроллеру Adaptec, присваивается идентификатор, состоящий из номера канала и номера физического диска. Номера каналов соответствуют номерам портов на контроллере.

Замена диска — штатная операция, впрочем, требующая однозначной идентификации. Если допустить ошибку при этой операции, можно потерять данные и прервать работу сервера. С аппаратным RAID-контроллером такая ошибка является редкостью.

Делается это очень просто:

Например, на платформах Supermicro штатная работа диска — зеленый или синий цвет, а «подсвеченный» диск будет моргать красным. Перепутать диски в этом случае невозможно, что позволит избежать ошибки из-за человеческого фактора.

Настройка кэширования

Теперь пару слов о вариантах работы кэша на запись. Вариант Write Through означает, что контроллер сообщает операционной системе об успешном выполнении операции записи только после того, как данные будут фактически записаны на диски. Это повышает надежность сохранности данных, но никак не увеличивает производительность.

Чтобы достичь максимальной скорости работы, необходимо использовать вариант Write Back. При такой схеме работы контроллер будет сообщать операционной системе об успешной IO-операции сразу после того, как данные поступят в кэш.

Важно — при использовании Write Back настоятельно рекомендуется использовать BBU или ZMCP-модуль, поскольку без него при внезапном отключении электричества часть данных может быть утеряна.

Настройка мониторинга

Вопрос мониторинга статуса работы оборудования и возможности оповещения стоит достаточно остро для любого системного администратора. Для того чтобы настроить «связку» из Zabbix и RAID-контроллера Adaptec рекомендуем воспользоваться перечисленными решениями.

Зачастую требуется отслеживать состояние контроллера напрямую из гипервизора, например, VMware ESXi. Задача решается с помощью установки CIM-провайдера с помощью инструкции Microsemi.

Прошивка

Необходимость прошивки RAID-контроллера возникает чаще всего для исправления выявленных производителем проблем с работой устройства. Несмотря на то, что прошивки доступны для самостоятельного обновления, к этой операции следует подойти очень ответственно, особенно если процедура выполняется на «боевой» системе.

Если нашему клиенту требуется сменить версию прошивки контроллера, то ему достаточно создать тикет в нашей панели управления. Системные инженеры выполнят перепрошивку RAID-контроллера до требуемой версии в указанное время и сделают это максимально корректно.

Важно — не следует выполнять перепрошивку самостоятельно, поскольку любая ошибка может привести к потере данных!

Заключение

Использование аппаратного RAID-контроллера оправдано в большинстве случаев, когда требуется высокая скорость и надежность работы дисковой подсистемы.

Системные инженеры Selectel бесплатно выполнят базовую настройку дискового массива на аппаратном RAID-контроллере при заказе сервера произвольной конфигурации. В случае, если потребуется дополнительная помощь с настройкой, мы будем рады помочь в рамках нашей услуги администрирования. Также мы подготовили для наших читателей небольшую памятку по командам утилиты arcconf.

Читайте также: