Raid initialize что это

Обновлено: 05.07.2024

При создании программного устройства raid для Linux в качестве устройства raid10 я не понимаю, почему его нужно инициализировать. Тот же вопрос относится к raid1 или raid0, правда.

В конечном счете, большинство людей ставят какую-то файловую систему поверх нее, и эта файловая система не должна принимать какое-либо состояние данных на диске. Каждая запись влияет на оба диска в настройках raid10 или raid1, где записано N зеркал. Не должно быть никаких причин для первоначальной инициализации raid10, поскольку это произойдет со временем.

Я могу понять, почему для установки raid5 / 6, где есть требование четности, но даже тогда кажется, что это можно сделать лениво.

Просто так люди чувствуют себя лучше?

Хороший вопрос. Можно пропустить синхронизацию при создании RAID, и я натолкнулся на рекомендации для этого в случае, если одно или несколько базовых устройств являются SSD. Я не знаю, существуют ли сценарии, в которых синхронизация необходима для правильной работы.

Начальная синхронизация необходима, потому что любые различия между зеркалами будут отображаться как ошибки во время периодической проверки.

И вы должны делать периодические проверки.

Я понимаю, почему периодические проверки на удобочитаемость данных могут быть полезны. Но что хорошего в периодической проверке идентичности реплик? Такие проверки могут быть полезны, если они выполняются файловой системой, которая проверяет контрольные суммы данных. Но на уровне RAID без знания файловой системы вы не можете знать, какая из двух разных реплик хороша, вы не можете знать, как возникло несоответствие, и вы не можете знать, на какой файл (если есть) это повлияло. Таким образом, кажется, что оповещения о несоответствиях на этом уровне в основном бесполезны, поскольку администратор все равно ничего не может сделать с оповещениями. Поскольку вам все равно нужно читать данные, затраты на их сравнение минимальны, но это может показать вам, что на одном из дисков возникла иная необнаруженная проблема (например, плохая память в собственном кеше диска). Затем администратор разбивает массив, вручную просматривает различия и выбирает, какой диск заменить. Я знаю, что прошло много лет, но это единственная веская причина, которую я вижу. Я не думаю, что в противном случае имеет значение, если данные не синхронизированы, так как эти данные по определению еще не записаны, поэтому файловая система, примененная к диску raid, никогда не будет считывать эти блоки. Убедившись, что периодические проверки проходят с самого начала, это делает это необходимым. Спасибо!

Raid 1, будучи зеркалом, зависит от того, являются ли все диски в зеркале точными копиями друг друга. Возьмите ваш случайный жесткий диск и другой случайный жесткий диск, и у вас там могут быть другие данные, что нарушает это предположение. Вот почему инициализация необходима. Он просто копирует содержимое первого диска другим. Обратите внимание, что в некоторых случаях вы можете обойтись без инициализации дисков - обычно на новых устройствах уже есть нули, поэтому вы можете просто проигнорировать это. mdadm Вариант --assume-clean делает это, но предупреждает вас:

Скажите mdadm, что массив уже существовал и известен как чистый. Это может быть полезно при попытке восстановления после серьезного сбоя, поскольку вы можете быть уверены, что никакие данные не будут затронуты, если вы фактически не запишете в массив. Его также можно использовать при создании RAID1 или RAID10, если вы хотите избежать первоначальной повторной синхронизации, однако эта практика - хотя обычно безопасная - не рекомендуется. Используйте это, только если вы действительно знаете, что делаете.

Если вы этого не сделаете, между дисками и диском будет несоответствие, и вы не будете знать, что диск прочитает. Вы должны быть в полной безопасности с файловой системой (но обратите внимание на ниже), потому что, скорее всего, вы напишите, прежде чем что-то читать с этого устройства, и тогда все ясно.

Обратите внимание, что по крайней мере Linux mdadm будет инициализировать массив в фоновом режиме. Вы можете счастливо создать FS поверх него в первую секунду. Производительность пострадает до завершения инициализации, но это все.

а) При выполнении mkfs некоторых утилит проверьте, есть ли уже что-то на этом диске. Хотя это касается только нескольких известных областей диска, оно читает перед тем, как что-то написать, тем самым подвергая вас опасности.

б) Если вы делаете периодическую синхронизацию вашего массива, устройство RAID ничего не знает о вашей FS. Он просто читает каждый блок с каждого устройства и сравнивает их. И если вы не используете FS при копировании при записи (например, ZFS или BTRFS) и никогда не заполняете свою FS, вполне вероятно, что блок останется неинициализированным с точки зрения FS в течение многих лет.

Почему повторная синхронизация с устройствами RAID1?

По той же причине вы повторно синхронизируете с устройствами RAID5 или любым другим уровнем (кроме RAID0). Он считывает все данные и сравнивает / проверяет контрольные суммы RAID (в RAID 5 или 6). Если бит был каким-либо образом перевернут (потому что память HD стала самопроизвольно перевернутой, потому что мобильные телефоны вас и ваших 5 соседей просто случайно вмешались в эту конкретную область тарелки, что угодно), это обнаружит несогласованность, но не сможет помочь тебе. Если, OTOH, один из жестких дисков просто сообщит «Я не могу прочитать этот блок», что более вероятно при неисправном диске, вы только что обнаружили сбой раньше и сократили время работы в ухудшенном режиме (считая от сбой диска, а не с того момента, когда вы заметили это). Рейд не поможет вам, если один диск выйдет из строя, а через месяц другой выйдет из строя, если вы не

RAID10

Теперь для RAID10 все вышеперечисленное выполняется. В конце концов, RAID10 - это просто умный способ сказать «я помещаю два моих устройства RAID1 в пару RAID0».

Предостережение:

Это все неопределенное поведение. Почему я проверил на Linux, используя mdadm другие программные реализации RAID, может вести себя по-другому. Другие версии ядра Linux и / или mdadm инструментов, чем я использую, также могут вести себя по-другому.

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.

Что может понадобиться

Материнская плата. Преимущество в том, что она у вас уже есть, а вот недостатков хватает:

При переводе материнской платы в режим RAID программы могут потерять доступ к показаниям SMART даже у дисков, не участвующих в массиве, что не всегда удобно
Драйвера RAID для старых чипсетов могут не поддерживать TRIM, без которого у современных SSD снижается производительность и ресурс
Может не быть поддержки нужного уровня массива (6, 5E, и т.д.)
При смене прошивки может слететь настройка RAID (на самом деле настройки хранятся на самих накопителях, но при существенных изменениях прошивки это не поможет)
При смене платформы также слетают настройки
Потенциальные проблемы при создании в уже установленной OC

Если хотя бы один пункт вас не устраивает — вам, скорее всего, понадобится внешний контроллер, например:

Накопители. Желательно наличие поддержки RAID-контроллеров. Разница, по сравнению с обычными, заключается в поведении при нештатной ситуации. В случае возникновения ошибки обычный накопитель, в попытках решить проблему самостоятельно, может не успеть отчитаться перед контроллером, что закончится разрушением массива. Также стоит обратить внимание на наличие других оптимизаций для работы в RAID. Например, повышенную устойчивость к вибрации. Чем больше нагрузка и дисков тем больше эффект от таких оптимизаций.

Корзина не менее важна. Чем больше дисков и чем больше нагрузка на них, тем важнее виброизоляция.

Так выглядит достаточно хорошая корзина в потребительском корпусе — обратите внимание на голубые вставки виброгасящего материала:

Конечно, это далеко не предел возможностей корзины. В RAID-массивах диски работают практически синхронно, а если они одной модели, то имеют практически одинаковые резонансы, что при большой нагрузке в обычном корпусе может привести к поломке за считанные недели.

Охлаждение.Забывать про обдув накопителей тоже не стоит. Оптимальная температура 30–45 градусов. С такой задачей справится обычный тихий кулер, главное чтобы он был и работал.

Самые распространенные типы массивов

JBOD. Просто соединяет последовательно накопители в любом количестве, которое позволит контроллер, минимум один. Нет увеличения надежности, нет увеличения скорости. Зато можно соединять диски разного объема и скорости. Не рекомендуется для SSD из-за последовательного заполнения массива. Он будет либо полностью забит (из-за чего сильно теряет в ресурсе и скорости), либо свободен и фактически бездействовать.
RAID 0. Понадобится минимум 2 накопителя близкого объема и скорости, надежность при этом уменьшается, так как выход одного накопителя делает нечитаемым содержимое всего массива. Повышает скорость операций с крупными блоками, потерь объема не происходит. Для SSD имеет смысл только в рабочих задачах принедостатке скорости. При операциях на мелких блоках, характерных для игр илизагрузки ОС, из-за возникающих накладных расходов эффект будет отрицательный.
RAID 1. Понадобится два накопителя. Объем массива равен одному накопителю. Вопреки бытующим мнениям, защищает только от сбоя одного носителя. Режим незащищает от: шифровальщиков, повреждений данных на самом диске (в этом случае массив просто не в состоянии определить на каком диске верная информация, а на каком поврежденная). Хороший контроллер может увеличить скорость чтения с многопоточной нагрузкой, но от потребительских такого ждать не стоит.
RAID 5. Понадобится минимум три накопителя. Повышает скорость чтения, скорость записи (в зависимости от контроллера может сильно отличаться, но в любом случае меньше чем у RAID 0). Имеет критический недостаток, связанный с особенностями потребительских дисков — средняя вероятность одного сбойного бита на 12,5 Тбайт прочитанных данных. Столкнувшись с таким при восстановлении массив «рассыпется».
RAID 6. Требует наличия минимум четырех накопителей, при этом выдерживает отказ двух, что позволяет уменьшить риск отказа массива при восстановлении. Из-за особенностей алгоритмов коррекции ошибок заметно падает скорость записи. Это в свою очередь выливается в очень продолжительное восстановление при отказе без хорошего и дорогого контроллера.
RAID 10. По сути это RAID 0, построенный на базе двух и более RAID 1. Требует четного количества накопителей не менее 4 штук, половина из которых будет отдана на поддержание отказоустойчивости. В идеале может выдержать отказ половины накопителей, но в худшем варианте отказ второго накопителя приводит к потере всех данных. Быстрый при чтении и записи, восстановление происходит очень быстро, но большой расход пространства под резерв.

Проще всего сделать массив средствами ОС

Опционально можно убедиться, что в настройках прошивки SATA переведены в режим AHCI в зависимости от материнской платы это может дать возможность замены дисков прямо на работающем компьютере. Для этого надо найти соответствующие настройки в прошивке. Лучше всего ознакомиться с руководством или обзорами для вашей материнской платы. Конкретно на этой материнской плате AHCI активен всегда, даже в режиме RAID.

На старых чипсетах выбор чуть больше.

В случае если установлен режим IDE, переставлять сразу в AHCI не стоит, практически наверняка это вызовет BSOD. В любом случае этот пункт не обязателен. Даже если в системе есть SSD, режим IDE пропускает команду TRIM. Но если хочется, то можно запустить программу Sysprep перед сменой IDE на SATA в прошивке. Установленная галочка снесет активацию и не только на Windows.

Данная процедура предназначена для OEM-сборщиков, которые настраивают систему перед продажей. Также создается новый пользователь в системе, через которого и придется зайти. И потом просто удалить лишнего пользователя куда проще, чем ковыряться в реестре. Если не успеете зайти в прошивку до загрузки ОС, то придется повторить. Поэтому убедитесь, что у вас не включен Ultra Fast Boot.

После подготовительных процедур можно приступать к созданию массива. Для этого правой кнопкой по меню пуск вызывается управление дисками.

Новый диск потребуется инициализировать, после этого выберите соответствующий вашим запросам уровень массива:

После этого запустится мастер создания томов:

Для RAID 1 лучше не использовать максимальный объем. Купленный в будущем, диск на замену вышедшему из строя, может оказаться чуть-чуть меньше. Также можно сделать RAID 1 для операционной системы, но в случае GPT разметки и отказа загрузочного накопителя потребуется восстановление UEFI загрузчика.

Более сложный способ — средствами материнской платы

Придется прогуляться на сайт производителя чипсета и скачать все, что имеет в своем названии RAID.

И тут всплывает первый подводный камень. Инсталлятор драйверов RAID отказывается устанавливаться, при отсутствии активированного в прошивке RAID.

И на этом все. Потому что если ОС установлена на SATA, это приведет к невозможности загрузки без дополнительных манипуляций с прошивкой. При загрузочном NVMe можно активировать режим RAID для SATA, и спокойно поставить драйвера. В случае, если загрузочный накопитель и будущий RAID на базе SATA, можно поставить все три драйвера в ручном режиме. ВНИМАНИЕ! Это приведет к невозможности загрузки в обычном режиме.

Теперь, когда пути назад нет, обратите внимание на эти пункты (при других параметрах BIOS доступа к настройкам массивов не будет):

И только после сохранения и перезагрузки откроется доступ к настройкам:

По умолчанию из всех существующих накопителей создаются JBOD с 1 накопителем в массиве. Поэтому надо удалить массивы, в которых оказались накопители для RAID:

Спешка тут не нужна, потому что расстаться с важной информацией на этом этапе очень просто. Положение Enabled означает, что массив будет удален:

Теперь после того, как появились накопители не участвующие ни в одном массиве, на их базе создается новый:

В данном случае Volume соответствует JBOD, а RAIDABLE — диски, предназначенные под автоматическое восстановление массива:

Объем массива можно поменять с помощью цифровой клавиатуры.

Теперь, когда создание закончено, возвращаемся в Windows, и, через управление дисками, с массивом можно работать как с обычным диском. Обратите внимание — объем, полученный с помощью материнской платы, чуть меньше. Недостача ушла на нужды контроллера.

После инициализации в неразмеченной области можно создать обычный том. Мастер будет выглядеть практически так же, как и выше за пропуском нескольких пункт.

Если же предстоит установка Windows, содержимое архива с названием nvme_sata_raid_windows_driver надо закинуть на установочную флешку в распакованном виде. И в процессе установки указать — откуда их брать.

Установить надо все три драйвера в указанной последовательности.

После чего можно продолжить установку как обычно. И все это не зря, по сравнению с массивом, созданным на базе ОС:

Массив, созданный с помощью матплаты умеет кешировать данные хоть и не большого объема:

Комплектное ПО RAIDXpert2 по большей части дублирует возможности прошивки.

Оно позволяет производить все операции не покидая ОС. Конечно, это не исчерпывающее руководство к действию, но позволит обойти самые распространенные грабли.

Всем привет, рад, что вы решили посмотреть вторую часть статьи по настройке и созданию raid массивов на контроллере adaptec raid 8885. Сегодня мы будем рассматривать, самые распространенные виды RAID, со всеми нюансами и рекомендациями, которые предписывают производители железа, но в любом случая, я вас призываю не верить на слово и производить свое тестирование со всеми настройками.

И так общие настройки для контроллера посмотрите в первой части настройки adaptec raid 8885.

Инициализация дисков

Выбираем в главном меню пункт Logical Device Configuration

Первым делом, что бы вы могли создать создать raid массив, вам нужно проинициализировать ваши диски, для этого выбираем initialize Drives.

Пробелом выбираем нужный диск, он сразу будет у вас отображаться в правой части окна. Для подтверждения выбора жмем Enter.

Вас предупредят, что вся информация с дисков будет удалена, жмем Y и соглашаемся

Как создать raid

И так давайте рассмотрим как создать raid на данном контроллере adaptec. После инициализации рассмотрим создание RAID 0 и RAID 1 под систему, почитать по виды RAID можно по ссылке слева. Выбираем Create Array.

Создаем RAID 0

Создать raid массив 0, можно из любого количества дисков или твердотельных SSD. Я выбираю пробелом два HP SAS диска по 600 гб.

Выбираем RAID 0
в Array Label можно написать предназначение массива
Array Size > указываете нужный вам размер
Stripe Size > размер блока, может принимать разные значения от 16-1024 кб, все зависит от задачи
Read Cachin > кэш на чтение
Write Caching > кэш на запись, про оба кэша в конце статьи.
Criate RAID via > инициализация массива.

Жмем enter, вас предупредят, что все данные у вас будут уничтожены.

Я настоятельно рекомендую использовать данный вид рейд, только в тестовых целях, так как отказоустойчивость у него нулевая, выше я дал ссылку на виды рейд, почитайте их принципы

Создаем RAID 1

И так, так же как и с 0 рейдом, создадим на контроллере adaptec, зеркальный массив под установку системы. В Array Type выбираем RAID 1 (Mirror), для его создания нужно четное число дисков.

Также задаем описание, у меня это system. Stripe к сожалению задать не удается, режимы кэширования оставим по умолчанию

В пункте Create RAID via выбираем Quick init, быстрое формтирование массива.

Подтверждаем инициализацию рейд дисков

Для того чтобы, потом изменить настройки созданного рейд массива, следует выйти в меню Main Menu и выбрать пункт manage Arrays. У вас будет отображен список lun в List of Arrays. Как видите у меня есть RAID 1 и он состоит из двух дисков.

Снизу есть комбинации клавиш с помощью которых можно выполнять редактирование у созданных lunов.

Нажимаем CTRL+R и попадаем в пункт редактирования настроек кэширования. Выбираем значения Tab.

Создаем RAID 5

Самый противоречивый вид, с одной стороны может долго восстанавливаться, а с другой экономит место. Если у вас как и у меня будут ssd твердотельные диски, для тестирования, то советую попробовать пятерку. Для создания рейд 5 требуется минимум 3 диска, формула n-1, где n общее число дисков. В моем случае из 4 ssd и в системе увижу объем трех, четвертый будет скрыт под контрольные суммы.

Выбираем из списка RAID-5

Вот какие настройки у меня получились.

Жмем done. Так как у меня 4 ssd диска, то контроллер предложил, для увеличения производительности отключить на ssd дисках кэш на чтение и на запись.

При желании потом можно включить cache.

Создаем RAID 10

И так, чтобы настроить raid массив 10, нам потребуется четное количество дисков. В моем случае это 6 ssd samsung evo 850. Выбираем диски пробелом и жмем Enter.

В Array Type выбираем нужное значение.

заполняем остальные значения, у меня вышло вот так и жмем done, так же контроллер вам порекомендует отключить для ssd кэширование, советую подтвердить на данном этапе, а потом сравнить во время тестирования с ним и без него.

Описание кэширования LUN

Read Caching > Данная настройка, по дефолту включена, это позволяет adaptec 8885 контроллеру сохранять данные в кэш на диске. Со включенным кэшом контроллер мониторит процесс чтений данных с пула дисков. Опция Enable MaxCache, аналогична Cache Cade у LSI, и смысл технологии в том, что если у вас есть обычные hdd и есть один или более ssd дисков, то их можно использовать для кэширования hdd массивов, что в десятки раз увеличивает количество операций ввода/вывода (iops)
Write Caching > так же настройка включена по дефолту. Данный параметр означает. что включен режим write-back, в котором рейд контроллер отсылает ОС подтверждение о том что данные записались, только тогда когда они появились на дисках. При его работе производительность лучше, но данные могут потеряться если у вас будут проблемы с питанием, но если у вас подключена батарейка или флэш-модуль, то кэш сохранится еще на 72 часа, в течении которых вы должны устранить проблему с питанием. Если вы не восстановите электропитание, то контроллер не сможет перенести данные из кэша DRAM, на диски.

Далее можно приступать к установке операционной системы на созданные lun, в моем случае я буду ставить VMware ESXi 5.5.

RAID (Redundant Array of Independent Disks или «избыточный массив независимых дисков») — метод виртуализации, позволяющий объединять несколько дисков в единый логический том, имеющий лучшие характеристики. Чтобы описать, чем RAID может быть полезен на практике, рассмотрим теоретические основы, классификацию и особенности использования данной технологии.

Для чего применяется RAID

RAID позволяет превратить несколько дисковых накопителей в один большой и быстрый диск. Его можно использовать в качестве хранилища данных с функцией автоматического резервного копирования или настроить как системный диск повышенной отказоустойчивости.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за быстродействие и надежность становится усложнение системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Преимущества технологии

Увеличенный объем. Первоначальное назначение RAID — получение диска большей емкости.
Повышение быстродействия системы через параллельное подключение в массив нескольких физических дисков.
Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства. При повреждении одного из дисков RAID-массива информация не будет утеряна.

Условие применения

Технологию можно использовать не во всех случаях. Для этого требуется ее аппаратная и программная поддержка. BIOS должен содержать настройку вида «SATA Configuration: RAID». Если же ее по каким-либо причинам нет, то необходимо «перепрошить» базовую систему ввода-вывода.

В случае, когда поддержка RAID программным методом невозможна, нужно подключить дополнительное устройство — RAID-контроллер и установить соответствующий драйвер. В последних версиях ОС Linux (Ubuntu 20.04, POP-OS 20.04 и т. д.) драйвер для включения режима RAID инсталлируется автоматически.

Основные понятия

В основе функционирования RAID-массивов лежит несколько базовых терминов, без которых нельзя понять принципы работы этой технологии.

Массив — объединение нескольких физических или виртуальных накопителей в один большой диск с возможностью единой настройки, форматирования и управления.
Метод зеркалирования — способ повысить надежность хранения информации через создание копии исходного диска на другом носителе, входящем в массив.
Дуплекс — один из методов зеркалирования, в котором используется вдвое большее количество накопителей для создания копий.
Чередование — увеличение производительности диска, благодаря блочной разбивке данных при записи.
Четность — технология, сочетающая в себе чередование и зеркалирование.

Типы RAID-массивов

Программный (software RAID) — самый бюджетный и распространенный вариант. Дисковые массивы создаются в самой операционной системе посредством специальных утилит. Обработкой данных занимается центральный процессор. Основной недостаток — зависимость от предустановленной системы, которая приводит к существенному понижению быстродействия и безопасности хранения информации.
Аппаратный (hardware RAID) — создается на основе отдельного устройства (RAID-контроллера), которое имеет собственные специализированный микропроцессор и кеш-память. При этом нагрузка на микропроцессор практически отсутствует. Это наиболее затратный метод реализации, характеризующийся надежностью, высокой скоростью записи и чтения.
Интегрированный аппаратный (fake RAID, RAID-on-Chip) — комбинация программного и аппаратного способов. Реализована в виде дополнительного микрочипа, который встраивается в материнскую плату и работает совместно с центральным процессором. Эта технология быстрее программной, но не отличается надежностью хранения информации.

Классификация RAID по уровням

Основные отличия между конфигурациями или уровнями RAID заключаются в методах формирования и размещения данных, а также в алгоритмах распределения информации на носителях. Базовые типы RAID-массивов — RAID 0 и RAID 1. Остальные уровни считаются их производными, сочетающими в себе достоинства той или иной базовой модели.

RAID 0

Технология виртуализации RAID 0 называется striping («чередование»). Для ее реализации применяется от 2 до 4 накопителей, которые совместно выполняют процедуру «чтения/записи».

При записи информация разделяется на блоки, которые одновременно сохраняются на накопители. Первый блок — на один, второй — на другой жесткий диск и так далее. Производительность массива возрастает прямо пропорционально количеству накопителей в системе. То есть, 4 диска будут работать в 2 раза быстрее, чем два.

Однако, такая конфигурация RAID-массива чревата потерей данных, что уменьшает безопасность хранения информации. Это объясняется структурой каждого файла. Последний состоит из определенной последовательности блоков (байт), поскольку каждый из них записывается на разные диски и происходит «нарушение» его целостности. Если один накопитель выходит из строя, то блок «теряется». При этом получается «битый» файл, который практически невозможно восстановить.

Достоинства

Дисковый RAID-массив уровня 0 обеспечивает ощутимый прирост скорости, который прямо пропорционально зависит от кратности количества накопителей.
Использование всего дискового объема, т. е. при установке четырех дисков по 2 ТБ общий объем RAID-массива будет равен 2*4=8 ТБ.

Недостатки

Нарушение отказоустойчивости. Иногда возможен отказ в операциях чтения или записи.
При выходе из строя одного накопителя информация полностью теряется.

Использование

Применяется в приложениях для скоростного обмена информацией, в хранилищах временных файлов. Также RAID 0 нужен для систем, использующих некритичные по важности массивы данных.

RAID 1

Технология RAID 1 называется мirroring («зеркалирование»). Она подразумевает использование от 2 до 4 накопителей. Однако при этом теряется половина объема дисков, поскольку это пространство используется резервированием данных.

Простыми словами, если RAID-система состоит из 2 жестких дисков, то при выходе одного из них информация не потеряется полностью, поскольку один накопитель является точной копией другого.

Достоинства

Надежность хранения информации.
Простота реализации.
Высокая производительность при выполнении операции чтения.
Минимальная комплектация составляет всего 2 жестких диска.

Недостатки

Низкая производительность.
Емкость RAID-массива делится на 2, что обусловлено резервированием информации.
Замена неисправного накопителя требует полное отключение системы.

Использование

Уровень RAID 1 необходимо применять для увеличения надежности хранения информации на серверах.

RAID 5

Технология RAID 5 («чередование с чётностью») считается наиболее распространенной и безопасной. Для подобной конфигурации необходимо минимум 3 диска, а максимальное допустимое количество — 16.

При записи информации происходит разделение на блоки данных, но с одним условием — на один из дисков, называемый блок «чётность данных» (Parity Drive, PD), происходит запись информации для восстановления. Этот подход позволяет спасти данные при повреждении одного из накопителей.

RAID 5 может реализовываться программным методом при помощи специальных утилит, но IT-специалисты рекомендуют все же отдать предпочтение аппаратному способу.

Достоинства

Увеличена скорость чтения за счет одновременной обработки данных с нескольких независимых потоков от дисков массива.
Информация не «потеряется» при повреждении одного накопителя.
При замене неисправного диска происходит автоматическое восстановление информации.

Недостатки

Иногда происходят отказы дисков.
Если объем поврежденного накопителя 4 ТБ и более, при замене его на идентичный диск, восстановление может занять более одного дня.
Если диск «чётности» вышел из строя при выполнении процедуры восстановления, то информация будет окончательно утеряна.
Минимальное количество накопителей — 3.

Использование

Технология виртуализации 5 уровня (RAID 5) прекрасно подойдет для безопасного хранения данных, но при этом не будет утрачена производительность. Очень часто ее используют файловые серверы.

RAID 6

Технология виртуализации 6 уровня («чередование с двойной чётностью») похожа на RAID 5. Отличие состоит в записи информации для восстановления на два диска. Первый — блок «чётность данных» (PD) используются в архитектуре RAID 5 для резервного хранения данных. Второй диск «чётности» дублирует работу первого. Его работа основана на коде Рида-Соломона (Reed-Solomon), поэтому диск часто имеет краткое обозначение — RS или Q.

Благодаря использованию принципа двойной чётности, система может перенести без потерь информации отказ сразу двух жестких дисков. Однако для создания RAID 6 потребуется минимум четыре накопителя.

Достоинства

Высокая скорость считывания и записи данных.
Поддержка двух, одновременно вышедших из строя накопителей.

Недостатки

Время на операцию записи на 20% больше, чем для RAID 5.
Минимальная вероятность отказа дисков.
Восстановление после сбоя занимает много времени.
Для реализации необходимо 4 накопителя.

Использование

RAID 6 является более надежной конфигурацией, чем RAID пятого уровня. Она часто применяется на файловых серверах, где используются большие объемы данных.

RAID 10

Технология виртуализации 10 — «гибрид» RAID нулевого и первого уровней, сочетающая в себе все их преимущества.

Достоинства

Высокая скорость восстановления данных.
Высокая надежность.
Быстродействие.

Недостатки

Дороговизна реализации.
Емкость, уходящая на зеркалирование, эквивалентна 50 % от всего объема дисков.

Использование

Гибридная технология RAID 10 используется в тех же случаях, что и RAID 0 и RAID 1.

Утилиты для создания

В операционной системе Windows есть встроенная утилита для создания RAID. Однако она поддерживает только RAID-массивы первого. Поэтому для более сложных операций, а также для платформ на базе Unix/Linux требуется установка стороннего ПО.

Перед выбором соответствующей конфигурации RAID-массива, специалисты рекомендуют сохранить информацию на отдельный носитель. При создании или удалении RAID-системы данные на дисках уничтожаются.

Mdadm

Для операционных систем на основе Linux рекомендуется использовать штатную утилиту «mdadm», которую необходимо предварительно установить через терминал.

Основные возможности

Создание и сброс RAID-массивов.
Монтирование файловых систем.
Сохранение топологии массива.
Удаление отдельных элементов из RAID.

Установка

Для инсталляции утилиты требуется ввести в терминале следующие команды:

При этом в систему будет инсталлирована утилита, а также необходимый набор библиотек.

MegaRAID Storage Manager (MSM)

Бесплатное приложение от Microsoft, разработанное с целью обеспечения гибкого управления RAID-системами в ОС Windows.

Основные возможности

Просмотр состояния RAID-контроллера.
Создание RAID-массивов различных уровней.
Удаление элементов из массива.
Графический интерфейс.
Монтирование файловых систем.

Установка

Заключение

Использование RAID-массивов позволяет реализовать повышенние потенциала нескольких дисковых накопителей за счет их объединения. В частности, растет производительность и надежность хранения информации. Однако эффективность работы массива будет сильно зависеть от того, каким способом он создан. Оптимальным является аппаратный метод на базе отдельного RAID-контроллера, но его организация потребует больших финансовых вложений.

Помимо способа реализации для работы RAID важна конфигурация массивов, которая делится на несколько базовых уровней. Оптимальным уровнем считается RAID-10, поскольку он обеспечивает не только высокую скорость обработки данных, но и их сохранность.

Виртуальный сервер от Eternalhost — надежная площадка для современного веб-ресурса! Быстрые NVMe диски, реальная защита от DDoS, техподдержка 24/7.

Читайте также: