Ssd в raid

Как создать RAID-массив

Так как же на практике создается рейд из жестких дисков. Есть два способа аппаратный и программный. В случае аппаратной реализации нам потребуется специальный RAID-контролер, который и будет обеспечивать объединение дисков в массив по выбранной схеме, причем он не зависит от операционной системы и для ОС наш массив будет просто одним диском.

Он может быть встроен в некоторые материнские платы, но при этом чаще всего довольно простой и его возможности обычно ограниченны несколькими наиболее распространенными вариантами подключения. Узнать есть ли в материнской плате интегрированный RAID-контролер и какие уровни RAID-массива он поддерживает можно в спецификации материнской платы.

Если встроенный контролер отсутствует или его возможности вас не устраивают, то можно воспользоваться внешним RAID-контролером, который устанавливается в PCI-слот материнской платы. Такой вариант считается самым правильным, но одновременно и самым дорогим, поскольку их стоимость довольно немаленькая.

Впрочем, есть способ «для бедных», позволяющий эмулировать работу RAID-контролера на программном уровне. Другими словами, специальная программа работающая внутри ОС обеспечивает его работу. Однако нужно понимать, что при этом на его работу затрачиваются ресурсы центрального процессорапроцессора и оперативной памяти, что в конечном итоге негативно сказывается на общей производительности компьютера, к тому же сюда нужно прибавить возможные софтовые глюки в ОС, что не добавляет надежности. Поэтому программный вариант рейд-массива рассматривать в серьез не стоит.

Чтобы создать RAID-массив нужно загрузиться в BIOS и выставить в настройках работы дисков режим RAID, сохраняем изменения и выходим из BIOS. В процессе загрузки компьютера появится сообщение с помощью каких клавиш можно попасть в меню настройки RAID-массива (например, Ctrl—F). Здесь следуя подсказкам системы создаем новый массив и делаем нужные настройки. После этого можно работать с созданным RAID-массивом как с обычным диском.

Будьте внимательны, создание, удаление массивов приводит к удалению всей информации имеющейся на дисках. Так же может потребоваться установка специального драйвера для работы контролера.

Подводя итог, можно сделать некоторые выводы об использовании RAID массивов. Они получили широкое распространение в серверах и компьютерных системах организаций. В тоже время для домашних пользователей компьютера выгоды от их использования не столь очевидны. Ведь придется потратиться на несколько одинаковых дисков, часть из которых будет недоступна для хранения данных. Да и спасти информацию в случае сбоя в работе RAID-массива гораздо труднее и дороже, поскольку вероятно придется обращаться к профессионалам, а это дополнительные расходы.

Может потребоваться более мощный блок питания и/или компьютерный корпус большего размера с хорошим охлаждением. Как видите затраты требуются не маленькие. Возможно более эффективно будет потратиться на один быстрый диск, например SSD, а сохранность информации обеспечивать периодическим созданием копий.

Есть еще один момент в технологии RAID, который нужно понимать. Она страхует только от физического выхода из строя накопителей и не защищает информацию от случайного удаления, вирусов, сбоев в работе контролера, bad-блоков и тому подобного.

Вступление

Всем привет, это Я. Ранее я уже писал на тему жёстких дисков. В той статье я описывал, как продляю жизнь посыпавшемуся жёсткому диску WD Green ёмкостью 2 Тб. Мой метод оказался настолько будоражащим сознание, что у некоторых сдетонировало и они всячески критиковали мои действия. Как оказалось, посторонних, неизвестных мне людей, сохранность моих данных беспокоит больше, чем меня самого. Поразительно! Сегодня будет не менее взрывоопасный контент, ведь мы будем делать RAID 0 из четырёх старых жёстких дисков в 2020 году. Погнали!

Так уж вышло, что в моей системной плате есть встроенный RAID-контроллер, который можно включить в BIOS. С годами у меня накопилось несколько килограмм жёстких дисков. Покоя они мне не давали и я всё думал, как же мне их пристроить, чтоб не лежали без дела. В основном это диски небольшого объёма: 20 Гб, 60 Гб, 80 Гб. В общем вы поняли. Однажды вспомнил я про RAID и решил: “А дай-ка сделаю RAID 0 из завалявшихся дисков”. Массив я создал вполне успешно и он работает должным образом, но прежде чем перейти к конечному варианту, покажу, какие диски будут участвовать в RAID.

Подготовка к тестированию

1. Установка ядра версии 4.11 на CentOS 7.4.
2. Выключение C-STATES и P-STATES.
3. Запуск утилиты tuned-adm и выставление профиля latency-performance.

1. Тест на IOps блоками 4k, 8k, 16k, 32k, 64k, 128k, 1m с вариациями сочетаний чтения и записи 0/100, 5/95, 35/65, 50/50, 65/35, 95/5, 100/0.
2. Тесты задержек (latency) c блоками 4k, 8k, 16k с вариациями сочетаний чтения и записи 0/100, 65/35 и 100/0. Количество потоков и глубина очереди 1-1. Результаты фиксируются в виде средней и максимальной величины задержек.
3. Тест на пропускную способность (throughtput) с блоками 128k и 1M, в 64 очереди по 8 команд.

Тест 2. Тестирование MDRAID

Тест 2.1 MDRAID. RAID 0. Тест на IOPS

Block size	R0% / W100%	R5% / W95%	R35% / W65%	R50% / W50%	R65% / W35%	R95% / W5%	R100% / W0%
4k	1010396	1049306.6	1312401.4	1459698.6	1932776.8	2692752.8	2963943.6
8k	513627.8	527230.4	678140	771887.8	1146340.6	1894547.8	2526853.2
16k	261087.4	263638.8	343679.2	392655.2	613912.8	1034843.2	1288299.6
32k	131198.6	130947.4	170846.6	216039.4	309028.2	527920.6	644774.6
64k	65083.4	65099.2	85257.2	131005.6	154839.8	268425	322739
128k	32550.2	32718.2	43378.6	66999.8	78935.8	136869.8	161015.4
1m	3802	3718.4	3233.4	3467.2	3546	6150.8	8193.2

Тест 2.2 MDRAID. RAID 0. Тесты задержек

Среднее время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	0.03015	0.067541	0.102942
8k	0.03281	0.082132	0.126008
16k	0.050058	0.114278	0.170798

Среднее время откликаМаксимальное время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	6.7042	3.7257	0.8568
8k	6.5918	2.2601	0.9004
16k	6.3466	2.7741	2.5678

Максимальное время отклика

Тест 2.4 MDRAID. RAID 6. Тест на IOPS

7450.87

Block size	R0% / W100%	R5% / W95%	R35% / W65%	R50% / W50%	R65% / W35%	R95% / W5%	R100% / W0%
4k	39907.6	42849	61609.8	78167.6	108594.6	641950.4	1902561.6
8k	19474.4	20701.6	30316.4	39737.8	57051.6	394072.2	1875791.4
16k	10371.4	10979.2	16022	20992.8	29955.6	225157.4	1267495.6
32k	8505.6	8824.8	12896	16657.8	23823	173261.8	596857.8
64k	5679.4	5931	8576.2	11137.2	15906.4	109469.6	320874.6
128k	3976.8	4170.2	5974.2	7716.6	10996	68124.4	160453.2
1m	768.8	811.2	1177.8	1515	2149.6	4880.4	5499

Тест 2.5 MDRAID. RAID 6. Тесты задержек

Среднее время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	0.193702	0.145565	0.10558
8k	0.266582	0.186618	0.127142
16k	0.426294	0.281667	0.169504

Среднее время откликаМаксимальное время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	6.1306	4.5416	4.2322
8k	6.2474	4.5197	3.5898
16k	5.4074	5.5861	4.1404

Максимальное время отклика

HDD RAID против одного SSD

Мы полагаем, что наиболее распространенная причина, по которой кто-то может задаться вопросом о RAID и его связи с твердотельными накопителями, вытекает из этого конкретного сравнения. Так что сначала мы уберем это с дороги.

Механические жесткие диски работают довольно медленно, поэтому один из популярных способов повысить производительность — объединить два идентичных диска в конфигурацию RAID 0. Данные «чередуются» на обоих дисках, и они действуют как один жесткий диск, но с (теоретически) удвоенной скоростью передачи. Поскольку каждый диск имеет уникальную часть ваших данных, вы всегда можете иметь оба диска, участвующих в любой операции.

К сожалению, когда дело доходит до чистой скорости, один SSD всегда выигрывает у установки жесткого диска RAID 0. Даже самый быстрый и самый дорогой потребительский жесткий диск SATA III со скоростью вращения 10 000 об/мин только достигает 200 МБ / с. В теории . Таким образом, два из них в RAID0 обойдутся чуть меньше, чем в два раза.

Почти любой SATA III SSD будет очень близко к пределу соединения на скорости 600 МБ / с. Если мы говорим о SSM-накопителях NVME, использующих протокол PCIe, то типичная скорость чтения превышает 2000 МБ / с.

Другими словами, если вам нужна чистая производительность, один SSD всегда будет лучше пары механических приводов. Даже если они самые быстрые механические приводы в мире.

То же самое касается надежности и защиты данных. Если у вас есть установка RAID 10 с четырьмя жесткими дисками, вы все равно получаете удвоенную скорость диска, и вы можете потерять диск, не потеряв никаких данных. Несмотря на это, один SSD по-прежнему будет более надежным решением. SSD имеет ограниченное количество записей, прежде чем они больше не смогут перезаписывать существующие данные, но вы все равно можете прочитать все данные на диске.

Самопроизвольный выход из строя SSD невероятно редок, но у вас всегда есть возможность запустить два SSD в RAID 1. Нет существенного выигрыша в скорости, но один диск может полностью выйти из строя без потери данных. Мы не рекомендуем тратить деньги на установку RAID 1 SSD исключительно для безопасности данных. Гораздо более выгодно просто создать резервную копию образа жесткого диска на доступном внешнем диске или в облаке, поскольку большинство настольных систем не являются критически важными.

Что вы имеете в виду под Raid 5?

В конце концов, жесткие драйверы на выделенных серверах выходят из строя. Нет никакого смысла в этом факте. Все уровни Raid, за исключением Raid 0, снижают вероятность потери данных и простоев с поврежденного жесткого диска на выделенном сервере. Решение Raid повышает производительность ввода-вывода благодаря значительным улучшениям скорости записи и чтения. Рейд 0 только используется для производительности ввода-вывода. Этот уровень не помогает с избыточностью, как другие уровни рейда.

Сервер Raid 5 — это исправление, специально разработанное как хранилище. Его конфигурация увеличивает пространство за счет использования четности для достижения чередования данных. Это означает, что в случае отказа любого из жестких дисков система не пострадает. В случае отказа двух жестких дисков пользователи могут потерять свои данные.

Если вам интересно, как это происходит, продолжайте читать. В конфигурации Raid 5 есть три диска. Предположим, что один из жестких дисков выходит из строя, тогда Raid 5 работает как самоисцелитель. Эта технология гарантирует, что восстановление данных начинается немедленно из-за паритета среди доступных запасных дисков. Как указано выше, если два из этих жестких дисков перестанут работать одновременно, ваши данные будут потеряны, к сожалению.

Из-за чередования конфигурация Raid 5 предлагает улучшение производительности в два раза для функций чтения. Тем не менее, вы должны рассмотреть несколько моментов, прежде чем выбрать Рейд 5. Итак, взгляните на эти проблемы сейчас!

• Рейд 5 занимает около нескольких дней, чтобы восстановить большие диски размером более 2 ТБ. Период перестроения подвергает риску данные, поскольку сервер усердно работает для расчета недостающих данных. Когда ваш сервер работает усердно, он работает очень медленно и даже становится непригодным для использования во время перестроения. Таким образом, вы должны учитывать это при переходе на Raid 5.
• Если URE (Неисправимая ошибка чтения) происходит во время перестроения, тогда все ваши данные будут потеряны. Нельзя восстановить эти данные, и, следовательно, они исчезли навсегда только потому, что массив поврежден из-за URE.

Недостатки бонуса без депозита

• Медленный процесс восстановления после сбоя
• Терпеть только отказ одного диска

Имея эти риски под рукой, Raid 5 рекомендуется для пользователей, у которых есть небольшие диски с низким URE. Теперь вы получите представление о Raid 5; пришло время перейти к другому.

Виды RAID-массивов

Существуют так называемые уровни RAID-массивов. Они могут быть базовыми, комбинированными и нестандартными (усовершенствованными).

Среди базовых уровней выделяют:

• RAID 0 — информация разбивается на блоки и записывается на все диски по очереди;
• RAID 1 — диски дублируют друг друга, создавая резервные копии данных;
• RAID 2 — диски разделяются на две группы: для записи данных и для коррекции ошибок;
• RAID 3 — один из дисков используется для хранения копий данных, остальные разбиваются на блоки или байты для записи и чтения информации;
• RAID 4 — аналогичен RAID 3, но диски разбиваются только на блоки. Используется для передачи данных небольшого объёма на высоких скоростях;
• RAID 5 — данные симметрично записываются на все диски, при этом диски взаимозаменяют друг друга в случае отказа одного и них;
• RAID 6 — три диска используются для записи и чтения информации и два для контроля чётности. Работоспособность массива продолжится даже после одновременного падения двух любых дисков.

Комбинированные типы RAID-массивов представляют собой создание одного вида массива из нескольких других. Например, RAID 10 — это RAID 0 составленный из нескольких RAID 1, а RAID 01 — это RAID 1 из двух объединённых RAID 0.

Проще говоря, такая архитектура — это массив массивов, так как сегменты созданного массива не отдельные диски, а массивы другого уровня.

Нестандартными рейдами являются различные модификации базовых и комбинированных уровней, некоторые из них даже зарегистрированные торговые марки крупных компаний.

В общем, конфигураций рейдов довольно много и для каждого найдется своя подробная и исчерпывающая литература. Большинство из них используются в серверах крупных организаций, но не исключено также и использование дисковых массивов на домашних компьютерах. Поэтому, подробнее хотелось бы остановиться на уровнях 0 и 1, как на самых распространённых комбинаций из всех. Они не используют сложной математики, просты и надёжны в реализации.

Дисковый массив RAID 0 — принцип чередования

Чтобы сделать и настроить нулевой рейд достаточно от двух и более жёстких дисков. RAID 0 используют исключительно для увеличения скорости чтения/записи, отказоустойчивостью такой массив не обладает. Тем не менее, система RAID 0 способна повысить производительность в несколько раз и позволяет использовать полный объём всех задействованных дисков. Это возможно благодаря принципу чередования (striping), при котором информация записывается на каждый блок диска по очереди, соответственно скорость считывания файлов увеличивается во столько раз, сколько дисков используются в массиве.

Зеркальный массив RAID 1

Рейд первого уровня, напротив, создаётся с целью более надёжного хранения информации, но использовать его для большого увеличения производительности не получится (разве что возрастёт скорость чтения), так как, задействуя несколько дисков в массиве, по факту, будет получен объём только одного из них. Поэтому, принцип работы RAID 1 называют зеркалированием (mirroring), ведь жёсткие диски копируют друг друга, обеспечивая бесперебойность работы, даже если выйдет из строя один из них. Стоит отметить, это самое дорого решение, так как половина дисков идет на резерв.

Перейдем к делу

Для начала советую запустить PowerShell от имени администратора и использовать команду

Параметр должен соответствовать около всех ваших SSD и HDD, которые вы хотите добавить в пул. Если по запросу команды у одного из ваших накопителей, которые вы хотите добавить в пул будет состояние False, то необходимо при помощи утилиты diskpart запущенной от имени администратора выполнить команды:

А затем в Powershell запущенной от имени администратора выполнить команду:

где ST2000DM008-2FR102 — это параметр friendly name диска, который вы хотите вернуть в состояние

Обратите внимание, что диски, у которых значение равно будут отформатированы в процессе выполнения скрипта, и, если вы не хотите добавлять их в пул, то необходимо заранее отсоединить эти диски, либо переписать скрипт

Затем просто клонируйте репозиторий, и запустите запустите скрипт Во время выполнения закройте окна, которые будут предлагать вам отформатировать диск, и ждите завершения скрипта.

По поводу того, что будет, если один из дисков пула отвалится. Я пытался просто отключать SSD на выключенном компьютере и, к сожалению, до тех пор пока я его не присоединил SSD обратно и не перезагрузил компьютер, локальный диск не был виден в системе (думал может хотя бы данные, которые были на HDD отображаться будут, но нет).

Тест 4. RAIDIX ERA

Block size	R0% / W100%	R5% / W95%	R35% / W65%	R50% / W50%	R65% / W35%	R95% / W5%	R100% / W0%
4k	354887	363830	486865.6	619349.4	921403.6	2202384.8	4073187.8
8k	180914.8	185371	249927.2	320438.8	520188.4	1413096.4	2510729
16k	92115.8	96327.2	130661.2	169247.4	275446.6	763307.4	1278465
32k	59994.2	61765.2	83512.8	116562.2	167028.8	420216.4	640418.8
64k	27660.4	28229.8	38687.6	56603.8	76976	214958.8	299137.8
128k	14475.8	14730	20674.2	30358.8	40259	109258.2	160141.8
1m	2892.8	3031.8	4032.8	6331.6	7514.8	15871	19078

Тест 4.2 RAIDIX ERA. RAID 6. Тесты задержек

Среднее время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	0.16334	0.136397	0.10958
8k	0.207056	0.163325	0.132586
16k	0.313774	0.225767	0.182928

Среднее время откликаМаксимальное время отклика

Block size	R0% / W100%	R65% / W35%	R100% / W0%
4k	5.371	3.4244	3.5438
8k	5.243	3.7415	3.5414
16k	7.628	4.2891	4.0562

Максимальное время отклика

Самые распространенные типы массивов

Обычно создают RAID1. Процесс его создания называется «зеркалированием». Преимущество RAID1 в том, что все файлы одного диска дублируются на другом, и оба винчестера являются точной (зеркальной) копией друг друга. После создания массива вероятность сохранности информации увеличивается в 2 раза. Если пользователь сохранил файл на одном диске, сразу же появится его копия на втором. В случае поломки одного винчестера данные останутся невредимыми на другом (на зеркале). Процент вероятности одновременной поломки двух HDD (SSD) минимальный.

Типы массивов:

1. JBOD. Последовательно соединяет накопители (разного объема) в том количестве, которое позволяет контроллер. Увеличивает вероятность сохранности данных, но не изменяет скорость и производительность. Не рекомендован для SSD, так как массив заполняется последовательно.
2. RAID Требует минимум два накопителя одинакового объема и скорости. Информация разбивается и записывается параллельно на два носителя. При выходе из строя одного содержимое второго не подлежит прочтению. Преимущество: повышает скорость обработки большого объема информации.
3. RAID Потребуется установка еще одного или двух накопителей. Объем отзеркаленного массива будет равняться объему основного диска. В случае сбоя данные сохранятся на втором накопителе. Чем большее подсоединено дисков, тем больше копий. Данные дублируются на каждый накопитель.
4. RAID Потребуется минимум 3 накопителя. Информация будет дублироваться только на одном из них. Отзеркаленные данные можно использовать для восстановления. Увеличит производительность и скорость.
5. RAID Требует минимум 4 накопителя. Допускается выход из строя двух из них без фатальных последствий. Надежен, но менее производителен.
6. RAID Потребуется четное количество накопителей, но не меньше 4 штук. Совмещает качества RAID 1 и 0. Расходует много пространства под резерв, но использует половину от общего объема гигабайт. Увеличивает скорость. Приводит к проблемам только при поломке сразу двух дисков массива.

Создание RAID 0 из SSD

А вот про само создание RAID 0 из SSD рассказывать и не буду . Дело в том, что это очень индивидуальная штука — у всех разные «материнки», накопители, БИОСы… Объять необъятное у меня не выйдет, как бы не старался.

Скажу лишь, что ускорить работу компьютера с Windows сделав такой массив можно практически с любыми комплектующими. В драйверах ко всем материнским платам уже идут настройки для любого вида RAID.

Заняла у меня эта операция минут пять (плюс примерно 15 минут на установку и первичную короткую настройку Windows 10).

Жаль, что нет оценки производительности компьютера с предыдущим одним диском ssd — было бы здорово протестировать накопители и сравнить их индексы (до и после).

Чтоб найти инструкцию по созданию массива дисков именно с Вашими комплектующими воспользуйтесь поиском по сети Интернет. Забиваете название своей материнской платы с приставкой «RAID 0» и без проблем найдёте нужное подробное описание процедуры.

Ещё очень много описаний на YouTube — советую с него и начинать поиск.

Лично мне такой способ ускорения работы компьютера очень понравился — буду наблюдать за «сладкой парочкой» дисков и через годик ещё отпишусь (подредактирую статью).

И на закуску — счастливый обладатель производительного и мощного массива дисков делится своими впечатлениями…

Немного про RAID 0 из SSD

Если говорить про улучшение производительности дисковой системы, то имеются в виду RAID массивы 0 уровня. Они собираются из двух накопителей, как самые распространенные и простые. Подобные массивы наиболее подходящие для работ по максимизации быстродействия. При помощи разбиения данных на блики с фиксированной длиной и чередовании дисков для их хранения, обеспечивается получение кратного роста производительности. При этом надежность хранения данных снижается. Выход из строя одного из дисков приведет к потере всей информации.

Суммарная емкость RAID 0 массива равняется сумме объемов накопителей, которые входят в него. Для его создания можно применять 2, 3 или большее число дисков. Из-за отсутствия потерь в емкости и явного масштабирования, RAID 0 остается наиболее популярным видом RAID массива.

Большинство системных плат в ценовой категории среднего и высшего уровня поддерживают массивы RAID 0 уровня. Наиболее лучшим вариантом для создания RAID 0 из SSD будут системные платы, созданные на базе чипсетов Интел последнего поколения.

Преимущества Intel Z87, B87 и H87:

1. Поддержка более двух SATA портов 6 Гбит/с.
2. Работа с помощью драйвера Intel Rapid Storage Technology (RST).

Данный драйвер отличается специальной оптимизацией для массивов RAID 0 из SSD. Сейчас предлагаются уникальные возможности драйвера:

1. Поддержка TRIM команды.
2. Наличие прямого доступа к накопителям у обслуживающих и диагностических утилит, которые входят в массив.

Ни в каких иных контроллерах подобной функциональности нет. В остальных платформах массив RAID в системе представляется как виртуальный физический диск, где нет доступа к SSD, входящим в него.

При сборе массива RAID 0 с применением встроенных контроллеров Intel чипсетов 8-ой серии, нет надобности в беспокойстве про относительную деградацию SSD, когда они переходят из нового в использованное состояние. Здесь не теряются возможности по наблюдению за физическим состоянием накопителей, входящих в массив. Это имеет огромное практическое значение.

К наибольшей неприятной черте массива с чередованием относится более низкая надежность, чем у одиночных SSD. Если выходит из строя один накопитель, то теряется весь массив целиком.

Современные флеш-диски имеют обширные средства самодиагностики. Им сообщается набор S.M.A.R.T параметров, который обеспечивает хорошую достоверность слежки за здоровьем и жизненным циклом. Имеющаяся возможность в Intel RST по обращению к S.M.A.R.T, находящихся в массиве накопителей, будет достаточно полезной. Это сможет предотвратить сбои и потерю данных, а также будет простым способом самоуспокоения.

Нет четких ответов

Как видите, не существует ситуации, когда ответом всегда будет HDD RAID или SSD RAID (или иным образом). Это очень зависит от ваших конкретных потребностей. Тем не менее, мы можем предоставить некоторые общие рекомендации:

• Большинство пользователей не получат выгоды от повышения скорости SSD RAID.
• HDD RAID по-прежнему лучше всего подходит для хранения данных.
• Твердотельные накопители достаточно надежны, чтобы использовать RAID только для критически важных задач.

Имея четкое представление о том, где каждый подход работает лучше всего, у вас должно быть гораздо лучшее представление о том, какой вариант имеет для вас наиболее функциональный и экономический смысл.

Краткий обзор уровней RAID

Хотя универсального стандарта для конфигураций RAID не существует, существует несколько так называемых «уровней» RAID, которые стали довольно распространенным явлением

Когда мы сравниваем технологию HDD RAID с технологией SSD RAID, важно вспомнить плюсы, минусы и количество дисков, необходимых для каждого типа установки RAID. Давайте рассмотрим их в короткие сроки:

• RAID 0 требует двух дисков, не обеспечивает избыточности, но много скорости и нет дискового пространства
• RAID 1 требует двух дисков, обеспечивает избыточность, но только небольшой прирост скорости и 50% дискового пространства
• RAID 10 требует четырех дисков, обеспечивает избыточность, обеспечивает быстрое чтение, лучшую скорость записи и жертвует 50% дискового пространства.

Конечно, есть и другие более сложные уровни RAID (например, 1E, 5, 50, 6 и 60), но эти три наиболее распространенные, которые могут заинтересовать типичных пользователей.

Теория: Уровни RAID и принципы восстановления данных

Чаще всего сейчас используются массивы уровней 0, 1, 10, 5, 50. В последнее время наблюдается возрастающий интерес к шестому уровню.

Ниже приведена краткая информация о принципах работы массивов. Более подробно, об этом можно прочитать в соответствующей статье.

RAID 0 – использование чередующейся записи (страйп). Строится из двух и более накопителей. Информация записывается на все диски массива блоками определенного (8кб,16кб,32кб,64 кб, 128кб…) размера. Файлы, размер которых один блок, равномерно распределяются по двум или более дискам.

Из-за отсутствия избыточности или дублирования данных, при выходе из строя одного из дисков, восстановить информацию в полном объеме невозможно без использования данных с неисправного накопителя. Исключением будут лишь файлы, размер которых меньше размера блока. Для полноценного восстановления информации в таких случаях необходимо сначала снять данные с неисправного диска, после чего восстанавливать RAID.

В случаях, когда все диски исправны, а массив отказывается корректно работать, восстановление производится программными методами, которые описаны

RAID 1 – использование технологии зеркалирования (зеркало). Строится из двух дисков. Информация одновременно пишется на оба накопителя, каждый диск является полной копией своего собрата. В случае выхода из строя одного из дисков массив остается работоспособным.

Если происходит сбой в работе контроллера и массив перестает определяться, то восстановление данных можно выполнить, воспользовавшись советами из статьи «Простое восстановление данных». Для этого один из дисков следует подключить к компьютеру на прямую, минуя RAID контроллер. Если повезёт, после подключения Ваши данные могут оказаться доступными и без использования программ, описанных в вышеуказанной статье.

RAID 10 – это объединение уровня 0 с уровнем 1, т.е. два страйпа объединяются в зеркало. В массиве используются минимум 4 диска. Он может остаться работоспособным при выходе из строя одного из составляющих его RAID 0.

При возникновении проблемы, в первую очередь необходимо определить, с чем именно возникли неполадки – с контроллером или с дисками

Когда проблема на уровне контроллера, Вам следует определить, какие винчестеры являются парами, составляющими страйпы

Здесь важно не перепутать диски, т.к. это приведет к потерянному времени и отсутствию результата

После того, как это станет известно, берётся одна такая пара, и с неё снимается информация таким же образом, как и с самостоятельного RAID 0.

Во время эксплуатации RAID 10, случается и такое, что выходят из строя два диска. Здесь возможны следующие варианты:

1) Оба диска принадлежат к одному страйпу, контроллер корректно обрабатывает исключительную ситуацию, и массив продолжает функционировать нормально.

2) Оба диска принадлежат к одному страйпу, но массив разваливается. В этом случае просто берём исправный страйп, и программно собираем его (об этом ниже).

3) Диски принадлежат к разным страйпам, но в одном из них уцелел первый, а в другом второй накопитель. Попробуйте программно собрать из них RAID 0.

4) Вышли из строя одноимённые диски разных страйпов. Увы  Один из сломанных дисков придётся отремонтировать, или каким-либо ещё образом снять с него данные. Затем программная сборка.

RAID 5 – массивы с контролем четности. Основным его достоинством является распределение блоков информации и контрольных блоков четности по всем дискам массива. Для создания такого массива требуется минимум три диска. Объём массива равен сумме объёмов составляющих его накопителей, минус один диск. Блоки контроля чётности используются для вычисления недостающей информации при выходе из строя одного из накопителей, составляющих массив. Таким образом, при утрате одного из дисков данные не теряются, и массив может продолжать работу.

Но, случается и такое, что после выхода из строя одного накопителя, контроллер неверно обрабатывает исключительную ситуацию и массив перестает корректно работать, либо полностью «падает». Подобный сбой может возникнуть также во время выполняемого после замены диска перестроения массива. Иногда в течение короткого времени после смерти первого диска, выходит из строя ещё один.

Если массив не работает, и количество неисправных дисков не более одного, то его можно собрать При выходе из строя двух накопителей, сначала потребуется восстановить работоспособность, или снять информацию на исправный диск с одного из них, и лишь затем можно заняться сборкой массива.

Best practices для SSD+LSI

Данная статья будет чем-то похожа на аналогичную, про «Best practices для HP P410i», там я так же прокачивал скорость своих SSD дисков. Создавать я в своем примере буду RAID-0, так как на моем тестовом стенде мне нужна максимальная производительность и я не очень боюсь потерять эти данные, если кто не в курсе RAID-0, это объединение всех дисков в один массив, за счет чего достигается максимальная производительность, но минимальная отказоустойчивость, так как при выходе одного SSD, весь массив развалится, но сейчас очень сложно ушатать SSD диск, так как его ресурс очень большой, проверить его можно вычислив DWPD и TBW.

Давайте проведем восемь экспериментов:

1. Тестирование одного SSD диска с базовыми параметрами предлагаемыми LSI контроллером
2. Тестирование одного SSD диска с базовыми настройками, но измененным размером Stripe
3. Тестирование одного SSD с рекомендуемыми настройками и базовым Stripe
4. Тестирование одного SSD с рекомендуемыми настройками, но измененным размером Stripe
5. Тестирование шести SSD дисков в массиве RAID-0 с базовыми настройками и стандартным размером Stripe
6. Тестирование шести SSD дисков в массиве RAID-0 с базовыми настройками, но измененным размером Stripe
7. Тестирование шести SSD дисков в массиве RAID-0 с рекомендуемыми настройками и стандартным размером Stripe
8. Тестирование шести SSD дисков в массиве RAID-0 с рекомендуемыми настройками, но измененным размером Stripe

Создавать RAID массивы я буду через утилиту MegaRAID Storage Manager (MSM) и производить замер скорости SSD дисков в утилите CrystalDiskMark. В качестве хостовой операционной системы будет выступать Windows Server 2016.

Открываем утилиту MSM, я перехожу в раздел «Logical», тут я вижу свои 6 SSD дисков Dell, они имеют статус Unconfigured Good (Не размечены).

Первый замер скорости будет с одним SSD и всеми базовыми параметрами. Выбираю свой RAID контроллер LSI 9280-16i4e, щелкаю по нему правым кликом и из контекстного меню я выбираю пункт «Create Virtual Drive.»

Выбираю режим «Advanced» и нажимаю «Next».

В RAID level выбираем RAID-0, кстати про разные виды RAID вы можете почитать мою статью. Из «Selrct unconfigured drives» вы через кнопку «Add» переносите диск в «Drive Group» и нажимаете кнопку для создания «Create Drive Group».

После того. как будет создана «Drive Group» нажимаем кнопку «Next».

Оставляем все настройки как есть, это:

• Initialization — No Initialization
• Stripe size — 256 kb
• Read Policy — Always Read Ahead
• Write policy — Write Back
• I/O policy — Direct IO
• Access policy — Read Write
• Disk cache policy — Disable

Нажимаем кнопку «Create Virtual Drive» для создания массива.

Все мой RAID-0 создан, просто нажимаем «Next».

Далее «Finish». Вы должны увидеть «The virtual drive successfully created».

В списке на вашем LSI 9280-16i4e вы можете увидеть новую группу.

Открываем оснастку управление дисками, для этого в окне «Выполнить» введите команду «diskmgmt.msc».

Создаем обычный том.

Стоит ли создавать RAID-массив на SSD?

Итак, мы уже поняли, что RAID-массивы – это залог высокого быстродействия. Но стоит ли собирать RAID из твердотельных накопителей для домашнего и корпоративного использования? Многие скептики говорят о том, что прирост в скорости получается не столь существенным, чтобы разоряться на NVMe-накопители. Но так ли это на самом деле? Вряд ли. Самым большим ограничением для использования SSD в RAID (как в домашних условиях, так и на корпоративном уровне) может стать только цена. Как ни крути, а стоимость гигабайта пространства у HDD значительно дешевле.

Подключение нескольких твердотельных “дисков” к контроллеру RAID для создания массива из SSD в определенных конфигурациях может оказать огромное влияние на производительность. Не стоит, однако, забывать, что максимальная производительность ограничена пропускной способностью самого контроллера RAID. Уровнем RAID, который предлагает лучшую скорость работы, является RAID 0.

Если исходить из простой арифметики, SATA SSD примерно в 3 раза быстрее традиционного SATA HDD. NVMe-решения еще эффективнее — в 10 раз и более. При условии, что два жестких диска в RAID’е нулевого уровня покажут удвоенную производительность, увеличив ее на 50%, два SATA SSD окажутся в 6 раз быстрее, а два NVMe SSD — в 20 раз быстрее. В частности, один накопитель Kingston KC2000 NVMe PCIe может достигать скорости последовательного чтения и записи до 3200 Мбайт/с, что в формате RAID 0 достигнет внушительных 6 Гбайт/с. А скорость чтения/записи случайных блоков размером 4 Кбайт превратится из 350 000 IOPS в 700 000 IOPS. Но… в то же время “нулевой” RAID не обеспечивает нам избыточности.

Можно сказать, что в домашних условиях избыточность хранилища обычно и не требуется, поэтому самой подходящей конфигурацией RAID для SSD действительно становится RAID 0. Это надежный способ получить значительное повышение производительности в качестве альтернативы использованию таких технологий, как твердотельные накопители на базе Intel Optane. А вот как поведут себя SSD-решения в самых популярных типах RAID (“1”, “5”, “10”, “50”) — мы поговорим в нашем следующем материале.

Данная статья подготовлена при поддержке наших коллег из Broadcom, которые предоставляют свои контроллеры инженерам Kingston для тестирования с накопителями SATA/SAS/NVMe корпоративного класса. Благодаря этому дружескому симбиозу, клиентам не приходится сомневаться в надежности и стабильности работы накопителей Kingston c HBA- и RAID-контроллерами производства .

Заключение

	MD RAID 6	RAIDZ2	RAIDIX ERA RAID 6	Hardware
4k R100% / W0%	1902561	76314	4073187	4494142
4k R65% / W35%	108594	17965	921403	1823432
4k R0% / W100%	39907	15719	354887	958054

	MD RAID 6	RAIDZ2	RAIDIX ERA RAID 6	Hardware
128k seq read	10400	5300	19700	20400
128k seq write	870	1100	6200	7500

Что же получается в итоге?

• Высокая производительность чтения и записи (несколько млн IOps) на массивах с Parity в режиме mix.
• Потоковая производительность от 30GBps в том числе во время отказов и восстановления.
• Поддержка RAID уровней 5, 6, 7.3.
• Фоновая инициализация и реконструкция.
• Гибкие настройки под разные типы нагрузки (со стороны пользователя).

у нас на сайте