Как выбрать RAID-контроллер?

Для того, чтобы сделать адекватный выбор, есть смысл перечислить основные характеристики и параметры, а так же достоинства и недостатки различных RAID-контроллеров.

Нет нужды напоминать определение RAID-контроллера тому, кто намерен купить один из них. А вот для того, чтобы сделать адекватный выбор среди имеющегося разнообразия моделей, есть смысл перечислить основные характеристики и параметры, а так же достоинства и недостатки различных RAID-контроллеров. Эти знания помогут в выборе необходимой модели.

Для начала стоит вспомнить причины, по которым возникает необходимость в создании RAID-массива.
Во-первых, повышение надежности. Рано или поздно информация, хранящаяся на винчестере, со временем становится все более ценной. Конечно, существуют и другие способы повышения надежности – резервное копирование или дублирование на внешних носителях. Но иногда характер информации требует непрерывного оперативного доступа к ней без потери актуальности.
Во-вторых, скорость доступа к информации. Зачастую, при расширении клиентской базы, число запросов к какой-нибудь базе данных многократно увеличивается. Тогда встает вопрос о скорости доступа к носителю. Только RAID-массив позволяет увеличить эту скорость, преодолевая ограничения физических характеристик жестких дисков.
В-третьих, простое увеличение единого логического пространства. Такая необходимость тоже может возникнуть, когда большой файл увеличивается со временем (те же базы данных) и при этом не может быть разделен на части.

Собственно сама технология создания дисковых массивов RAID (Redundant Array of Independent Disks) создавалась, как избыточный массив независимых дисководов. Хотя один из уровней, RAID-0, не несет в себе избыточности, а лишь увеличивает логическое пространство диска и скорость обращения к нему. Кроме этого, нулевой уровень достаточно прост в реализации а, значит, относительно дешев. Такие преимущества позволяют применять подобные массивы в системах хранения с непрерывной записью видео и аудио информации в режиме реального времени. Прирост скорости доступа (чтение/запись) RAID-0 по сравнению с одним устройством достигает 96% для массива из 2-х дисководов и 143% для массива из 3-х. При этом выигрыш в надежности отсутствует и даже ниже, чем надежность одного носителя. Выход из строя любого из дисководов приводит к падению всего массива.

Массив RAID-1, более известный как «зеркалка», представляет собой два идентичных дисковода. Запись производится одновременно на оба диска, чтение также может происходить с двух носителей одновременно, увеличивая скорость доступа. Избыточность такого массива 100%. Таким образом, зеркалирование позволяет примерно в 2 раза увеличить скорость чтения и повысить надежность (при выходе из строя одного из носителей, работа не прерывается). Скорость записи остается такой же. Это решение также не нуждается в сложном программном обеспечении и не является дорогим.

Если два массива RAID-0 объединить в массив RAID-1 получится новый уровень, так называемый RAID-10 (или RAID 0+1). Он обладает всеми преимуществами двух предыдущих и частично уменьшит их недостатки. При этом минимальное число носителей в массиве равно 4-м (по 2 в каждом из них). Это самое недорогое и универсальное решение при достаточно высокой надежности.

Массив RAID-3 является усовершенствованной модификацией RAID-2 и отличается от всех, уже перечисленных, наличием системы контроля четности. Под эту систему выделяется отдельный диск. На нем хранится информация о кодах коррекции ошибок (ECC) и в случае выхода одного из дисков из строя, содержимое диска можно восстановить за счет сбора данных с других носителей и специальной обработки этих данных. Минимальное число носителей в таком массиве – 3 диска.
Это решение уже является довольно затратным, так как использует сложное программно-математическое обеспечение. Уровень RAID-4 аналогичен 3-му, но в отличие от него позволяет выполнять несколько операций чтения одновременно.

Еще один распространенный уровень – это RAID-5. Кроме множественных операций чтения как в RAID-4, 5-й уровень допускает также и множественную запись, значительно увеличивая тем самым скорость доступа к носителям. Такое увеличение достигается благодаря распределению информации о четности (ECC) по всем дискам равными частями. Таким образом, необходимость в отдельном диске для ECC не возникает. Массивы RAID-5 являются самыми надежными, но требующими значительных затрат. Минимальное число дисков в таком массиве – 3. Но с увеличением числа носителей улучшаются и рабочие характеристики такого массива.

Все перечисленные массивы можно реализовать двумя способами – программно и аппаратно. В первом случае не потребуется каких-либо вложений кроме наличия операционной системы (начиная с ОС Microsoft Windows NT, есть встроенная поддержка массивов), но заметно увеличит нагрузку на центральный процессор. Это особенно ощутимо при создании массивов 3,4 и 5 уровней. Для них, как правило, предпочитают аппаратные RAID-контроллеры.

Стоит заметить, что вложение средств в аппаратную поддержку RAID-массивов почти всегда оправдано. Контроллер не только разгружает основной процессор, но и повышает надежность системы, имеет «на борту» множество сервисных функций для полноценной работы массива, поддерживает оперативный контроль, замену носителей и даже преобразование уровней без потери данных.

Стоимость аппаратных контроллеров для сервера весьма разнообразна. С некоторой определенностью можно обозначить ее нижний предел примерно в $200.
Что же касается производителей в этом сегменте, то здесь также царит разнообразие. К фирмам, производящим контроллеры относятся Adaptec, Mylex, AMI (American Megatrends), DPT (Distributed Processing Technology). Фирма Compaq так же могла бы составить достойную конкуренцию перечисленным компаниям, если бы выпускала свои контроллеры не только для своих же серверов.

В заключение следует отметить, что, кроме внешних RAID-контроллеров, на рынке все чаще появляются контроллеры, интегрированные в системную плату. Часто это всего лишь модифицированный BIOS, позволяющий объединить несколько дисков в один простой массив, но иногда и этого бывает вполне достаточно для улучшения параметров сервера или рабочей станции.

К сожалению, объем статьи не позволяет рассмотреть все тонкости и особенности RAID-контроллеров, но приведенный выше материал наверняка поможет сделать осознанный выбор.