Manajer Penyimpanan Matriks Intel vs RAID Perangkat Lunak Linux

Ikhtisar

Ada tiga jenis RAID umum yang tersedia:

• Software RAID :Ini berarti bahwa BIOS Anda dan sistem operasi lain berpikir bahwa Anda benar-benar memiliki dua disk terpisah, tetapi murni pada tingkat perangkat lunak, sistem operasi Anda menggunakan beberapa format on-disk khusus OS untuk RAID (pencerminan, striping, bit paritas, apa pun) . Semua pemrosesan dilakukan oleh CPU tanpa dukungan perangkat keras.

• BIOS RAID :Juga dikenal sebagai "RAID Palsu" atau "RAID Host", ini berarti bahwa firmware motherboard Anda (lebih khusus lagi, pengontrol SATA/SAS Anda) memiliki dukungan eksplisit untuk mengenali perangkat RAID. Pada tingkat perangkat logis (lun ), beberapa hard drive Anda akan muncul sebagai satu drive ke sistem operasi. Ini pada dasarnya adalah pengontrol SATA/SAS yang mengatakan "Saya benar-benar hanya punya satu hard drive. Sebenarnya, ini dua, tapi ssst, hanya satu, percayalah". Dengan kata lain, sistem operasi dapat memberi tahu bahwa ini adalah pengaturan RAID, tetapi sistem operasi * tidak bertanggung jawab atas format pada disk paritas/striping RAID/dll. Namun, bahkan dalam mode ini, CPU melakukan semua kalkulasi untuk parity bit dan striping. Motherboard, BIOS, dan pengontrol SATA memiliki logika yang cukup untuk "menggabungkan" perangkat secara fisik dan menentukan format dalam disk untuk RAID. Tetapi mereka tidak memiliki prosesor khusus untuk melakukan perhitungan, dan bergantung pada perangkat lunak dalam sistem operasi untuk memberi tahu CPU untuk melakukannya, itulah sebabnya Anda masih harus memberi tahu Linux tentang RAID BIOS Anda. (Intel Matrix / RST adalah jenis BIOS RAID).

• Hardware RAID :Di sinilah Anda memiliki chip khusus yang tujuan utamanya adalah memproses data yang diperlukan untuk RAID. Chipnya bisa sangat kuat; beberapa pengontrol RAID perangkat keras sebenarnya memiliki dual core, chip mirip CPU, meskipun secara khusus dioptimalkan untuk menjalankan sistem operasi tertanam yang SANGAT cepat dalam melakukan perhitungan RAID, seperti bit paritas untuk RAID-5, atau striping untuk RAID -0. Hard disk secara fisik disambungkan ke kartu RAID, yang menyediakan pengontrol SATA/SAS, biasanya cache baca dan tulis di DRAM atau Flash, antrian perintah asli, dan prosesor pusat terpasang yang melakukan perhitungan lebih matematis. Chip perangkat keras ini beroperasi antara $150 pada level awal hingga ribuan untuk backplane RAID pusat data industri.

Kompatibilitas

Secara umum, setiap jenis RAID "terikat" ke beberapa aspek tertentu yang, saat aspek tersebut berubah, Anda mengalami masalah kompatibilitas.

• RAID perangkat lunak terkait dengan sistem operasi yang menentukan format RAID. Kadang-kadang, antara dua versi berbeda dari sistem operasi yang sama, format RAID akan rusak, menyebabkan ketidakcocokan. Meskipun secara konseptual format RAID perangkat lunak apa pun dapat didukung oleh sistem operasi lain, karena ini hanya perangkat lunak , dalam praktiknya, sebagian besar sistem operasi menampilkan format RAID yang tidak kompatibel yang hanya dapat dikenali oleh sistem operasi tersebut. Namun, kompatibilitas yang paling terkenal adalah format RAID yang secara native digunakan oleh kernel Linux (md seperti yang Anda diskusikan di OP), yang juga dapat mengenali RAID perangkat lunak Windows, yang disebut Disk Dinamis.

• BIOS RAID terkait dengan motherboard yang Anda miliki. Dimungkinkan untuk memindahkan drive yang diformat dengan format BIOS RAID tertentu ke motherboard lain dengan solusi BIOS RAID serupa; misalnya, Intel RST ke sistem lain dengan RST. Namun, Anda perlu menelitinya dengan saksama sebelum melakukan tindakan, untuk memastikan bahwa itu akan kompatibel jika Anda ingin membuatnya kompatibel.

• RAID perangkat keras terkait dengan pengontrol perangkat keras tertentu, atau serangkaian pengontrol perangkat keras yang secara eksplisit dinyatakan kompatibel oleh pabrikan. Beberapa vendor mempertahankan format disk RAID perangkat keras yang sangat konsisten yang didukung oleh banyak generasi pengontrol; yang lain lebih sering mengubah format. Sekali lagi, Anda harus menelitinya berdasarkan kasus per kasus.

Kinerja

Performa sangat bergantung pada bagaimana Anda mengonfigurasi parameter dasar array RAID, dan lebih sedikit pada solusi spesifik. Secara umum, pengontrol RAID Perangkat Keras memiliki "langit-langit" tertinggi untuk kinerja maksimum; mereka juga tidak membebani CPU Anda sebanyak solusi lainnya. Tetapi jika Anda memilih jenis RAID yang salah untuk beban kerja Anda, atau ukuran garis yang salah, atau pendekatan caching yang salah, pengontrol RAID Perangkat Keras juga bisa menjadi sangat lambat, lebih lambat daripada salah satu drive yang berjalan dalam mode non-RAID. Hal yang sama berlaku untuk solusi lain, yang juga bisa sangat lambat.

• RAID perangkat lunak paling cocok untuk konfigurasi RAID-1, karena pencerminan adalah salinan sederhana dari data yang sama ke dua drive, dan tidak ada bit paritas untuk dihitung. RAID-5 pada RAID Perangkat Lunak sangat buruk.

• Performa BIOS RAID umumnya sebanding dengan Software RAID, tetapi pengontrol BIOS RAID tertentu dan format disk telah dikenal bermasalah atau berkinerja buruk. Secara umum, jika Anda harus memilih antara RAID Perangkat Lunak dan RAID BIOS, yang pertama sedikit lebih menjanjikan untuk performa, terutama jika Anda menjalankan distribusi Linux terbaru.

• Performa RAID perangkat keras bisa sangat cepat karena kekuatan pemrosesan yang dioptimalkan dari prosesor pengontrol RAID, yang seperti yang saya katakan dirancang untuk throughput tinggi dan benar-benar dapat hadir sebagai chip multi-core -- jadi ini adalah besi yang serius. Kelemahan utama adalah Anda kehilangan fleksibilitas - Anda tidak bisa begitu saja memasukkan drive ke komputer lain tanpa pengontrol RAID Perangkat Keras - dan biaya. RAID perangkat keras adalah level terbaik untuk menggunakan RAID-5 atau RAID-6, terutama jika Anda memiliki banyak disk (4 atau lebih).

Secara keseluruhan

Meskipun BIOS RAID didukung oleh Linux, saya tidak menyarankan Anda untuk menggunakannya.

Sekarang untuk langsung menjawab pertanyaan Anda, setelah saya memberi Anda jawaban bertele-tele:

Apa yang RSTe berikan kepada saya dibandingkan dengan RAID perangkat lunak Linux biasa?

Lihat perbandingan di atas antara RAID perangkat lunak dan RAID BIOS. "RSTe" adalah turunan dari BIOS RAID; Linux md RAID tanpa -e imsm adalah turunan dari RAID perangkat lunak.

Ketika dalam mode RSTe, apakah jalur I/O RAID yang sebenarnya (yaitu mirroring dan striping) ditangani oleh md Linux atau oleh BIOS.

Jika yang Anda maksud adalah jalur data, itu selalu ditangani oleh CPU (dan dengan demikian, sistem operasi) kecuali Anda memiliki kartu RAID perangkat keras khusus. Saya tidak berpikir ini tersedia di motherboard apa pun, meskipun beberapa chipset server kelas atas di luar sana mungkin mengejutkan saya...

Secara khusus, ketika saya menggunakan "matriks RAID" (yaitu RAID mencakup partisi tertentu daripada seluruh disk), apakah saya perlu menginstal grub secara manual di kedua MBR?

Tidak. Faktanya, Anda tidak perlu menginstal GRUB di kedua MBR. Mari kita lihat kasus per kasus:

• RAID Perangkat Lunak:Pilih saja satu disk secara acak untuk menginstal GRUB, dan atur dalam urutan BIOS sehingga boot terlebih dahulu. Ingat, Anda dapat mencerminkan partisi individual jika Anda mau, sehingga disk tidak harus identik sedikit demi sedikit dalam RAID perangkat lunak. Seseorang dapat memiliki MBR dengan bootloader dan seseorang tidak dapat memiliki apa pun di MBR.

• BIOS RAID:BIOS akan memberi tahu Anda bahwa itu adalah satu "disk" (itu akan benar-benar menyebutnya apa adanya, array RAID), jadi Anda tidak dapat memilih tempat untuk menginstal GRUB. Saat Anda menginstal Linux ke ini, MBR (termasuk bootloader) dan setiap sektor lain dari kedua disk akan disalin di antara kedua disk. Jadi tidak seperti RAID perangkat lunak, RAID BIOS memberlakukan bahwa kedua disk harus blok demi blok identik, karena Anda tidak dapat memisahkannya sebagai dua perangkat logis; pengontrol disk mengatakan mereka adalah SATU perangkat logis, bukan dua. Jadi Anda tidak bisa hanya mengatakan "Saya ingin menulis beberapa data ke drive 0 tetapi tidak ke drive 1". Tidak memungkinkan. Tapi itu sepenuhnya mungkin dengan Software RAID.

• RAID Perangkat Keras:BIOS akan memberi tahu Anda bahwa itu adalah satu "disk", dan sejauh menyangkut BIOS, ia bahkan tidak terlalu menyadari bahwa Anda berurusan dengan banyak disk. Pengontrol RAID sepenuhnya mengabstraksi semua detail RAID dari sistem operasi dan BIOS, kecuali jika Anda dapat mengonfigurasi beberapa pengontrol RAID perangkat keras menggunakan beberapa jenis protokol khusus dalam sistem operasi. Namun perangkat tersebut sama sekali tidak dapat dipisahkan dari lapisan perangkat lunak, mirip dengan BIOS RAID.

Edit: Memperbarui untuk jawaban pertanyaan lainnya

Saya masih gagal memahami beberapa hal. Pertama, tentang RAID BIOS:Saya dapat membuatnya menggunakan mdadm, jadi Linux tidak benar-benar menyembunyikan disk yang mendasarinya dari saya.

Aneh dan sulit dijelaskan. Pada dasarnya disk muncul sebagai satu di lapisan tertentu, dan sebagai dua di lapisan lainnya. Tapi saya bertaruh bahwa dengan BIOS RAID bahwa setiap disk tidak akan memiliki node perangkatnya sendiri yang terpisah, mis. /dev/sda dan /dev/sdb . Jika ya, BIOS RAID Anda berbeda dari yang saya lihat.

tentang grub dan MBR:jika RAID mencakup partisi daripada disk, maka saya masih dapat melihat disk yang mendasarinya. MBR tidak dalam RAID dan karenanya Anda perlu menginstal bootloader dua kali agar dapat melakukan boot jika terjadi kegagalan disk. Apakah ini benar?

Tidak sakit untuk menginstal salinan lain, tetapi dalam kasus kegagalan disk, boot akan menjadi perhatian Anda yang paling kecil. Singkatnya, lanjutkan dan lakukan jika Anda mau, tetapi itu bukan hal yang paling penting. Menginstal grub dari live CD ke HDD itu mudah.

Disk dalam RAID (terutama jika dibuat dan modelnya sama, diproduksi di pabrik yang sama, dan beroperasi tepat di samping satu sama lain pada suhu yang sama) kemungkinan besar akan gagal secara berurutan, satu demi satu. Jadi jika disk gagal, mungkin tidak apa-apa untuk hanya mengangkat bahu dan memasukkan disk baru dan memulai pembangunan kembali:ada kemungkinan yang adil bahwa, selama pembangunan kembali, disk terakhir yang berisi salinan data yang konsisten akan gagal dengan sendirinya. Pada titik inilah ketika Anda turun ke disk terakhir yang tersisa, saya akan merekomendasikan untuk meminta seorang ahli (atau melakukannya sendiri jika Anda mahir dalam perangkat keras) menghapus piringan dari disk asli, membeli disk baru dengan merek/model yang identik , letakkan piringan di sana dan baca data menggunakan disk baru. Ini mahal dan memakan waktu, tetapi merupakan cara paling anti-gagal untuk menyimpan data Anda.

Jadi itulah lima pertanyaan yang telah saya jawab untuk Anda; jika Anda menemukan nilai apa pun dalam informasi ini, harap tandai jawabannya dengan tepat. Terima kasih.

Jawaban Allquixotic terlalu panjang:

1. Apa yang RSTe berikan kepada saya dibandingkan dengan RAID perangkat lunak Linux biasa?

Dukungan boot dan set fitur yang sedikit berbeda. Pada intinya itu adalah format data. – Anda bahkan dapat menggunakannya tanpa ROM Opsi RST Intel (maka Anda tidak memiliki dukungan boot khusus). Apa yang tersirat dari format ditulis dalam mdadm halaman manual.

1. Ketika dalam mode RSTe, apakah jalur I/O RAID yang sebenarnya (yaitu mirroring dan striping) ditangani oleh md Linux atau oleh BIOS.

Oleh Linux md (yaitu kernel seluruhnya).

Ini menyisakan satu pertanyaan terbuka:Mengapa RST Intel terbatas pada beberapa chipset saja? Mereka sama sekali tidak berpartisipasi dalam RAID. Paling-paling, mereka menyimpan sedikit, yang memberi tahu ROM Opsi untuk menolak berjalan pada chipset yang tidak didukung.