Ha online keres hardveres és szoftveres RAID-megoldásokat, az általános konszenzus az, hogy a hardveres RAID jobb a teljesítmény és a megbízhatóság szempontjából, míg a szoftveres RAID egyszerűen olcsóbb és kényelmesebb.
Ez a megoldás. egy-két évtizeddel ezelőtt még igaz lehetett, de 2022-ben már nem ez a helyzet. A szoftveres RAID nagyot lépett előre, és kétségtelenül jobban megfelel bizonyos forgatókönyveknek. A beépített RAID (azaz a FakeRAID) azonban továbbra is időpocsékolás.
A fedélzeti RAID nem szoftveres RAID is? Nem pontosan. Az ilyen egymásnak ellentmondó információk a legtöbb embert megzavarják. Ezért reméljük, hogy ez a cikk kellően tájékozott lesz ahhoz, hogy pontosan ki tudja választani az igényeinek leginkább megfelelő RAID-megoldást.
Mi az a hardveres RAID?
A hardveres RAID a RAID firmware-t tartalmazó, erre a célra kialakított lemezvezérlők által kezelt tömbökre utal. Ezek a RAID-vezérlőkártyák az alaplap PCIe-nyílásaiba csatlakoznak, hasonlóan a normál lemezvezérlőkhöz. Különböznek azonban abban, hogy speciális processzorokat tartalmaznak, amelyek tömbkezelési funkciókat kezelnek.
E processzorok fő előnye, hogy a paritásszámításokat a rendszer CPU-járól töltheti le. a vezérlőhöz. A RAID I/O ilyen módon történő lerakása jelentős teljesítménybeli különbséget eredményezett akkoriban, amikor a processzorok alacsony specifikációjúak és már telítettek voltak. Manapság azonban a RAID I/O csak minimális hatással van a processzor teljesítményére.
A legtöbb RAID-vezérlő támogatja a RAID-gyorsítótárazást is, amely egy másik fontos tényező a hardveres RAID felső szintjéért. teljesítmény. Az áramkimaradás miatti adatvesztés azonban potenciális probléma, ezért manapság minden tisztességes vezérlő rendelkezik akkumulátor-biztonsági egységgel/modullal (BBU/BBM).
Jelenleg Ez a két fő oka annak, hogy a hardveres RAID mellett döntsünk. Másrészről a kompromisszumok közé tartozik a magasabb költségek, a gyártói kizárólagosság és a viszonylag alacsonyabb szintű támogatás.
Előnyök: Kiváló I/O teljesítmény csúcskategóriás kártyákkal Hátrányok: Magasabb beállítási és karbantartási költség Kompatibilis vezérlőt kell találni arra az esetre, ha ki kell cserélni
Mi az a szoftveres RAID?
A szoftveres RAID a hardveres RAID-vezérlő helyett szoftverkomponens által kezelt tömbökre utal. A szoftveres RAID rendszerint OS-szinten egy illesztőprogramon keresztül valósul meg (pl. Linux alatt a többeszközös md illesztőprogram). Általában fájlrendszer-összetevőként is implementálják, például a ZFS RAID-Z esetében.
Amint azt már említettük, a szoftveres RAID negatív megbélyegzése övezi, hogy lassú és megbízhatatlan. De ez egy elavult fogalom.
A RAID I/O-t a CPU kezelheti a szoftveres RAID-ben. De a múlttól eltérően ez a teljesítmény minimális befolyásolásával megtehető, mivel a processzorok hatalmasat fejlődtek. Valójában bizonyos szoftveres RAID-megoldások, például a ZFS vagy a Linux RAID, felülmúlják az alsó kategóriás hardvervezérlőket.
A megbízhatósággal kapcsolatban is vannak tévhitek. A legtöbb hardveres RAID-vezérlő valójában nem ellenőrzi a paritásadatokat, hacsak nem hal meg egy lemez, vagy hibát jelez. Ebből a szempontból a ZFS-hez hasonló, amely valójában ellenőrzi az adatok integritását, sokkal megbízhatóbb. Ez azt jelenti, hogy a ZFS teljesítményére hatással lesz, mivel többletmunkát végez. Mindenképpen érdemes kompromisszum.
Végső soron egy szoftveres RAID-megoldás minősége attól függ, hogy melyikről beszélünk. Például ritkán hallani a Windows RAID jó tapasztalatairól, míg az olyanok, mint a ZFS vagy a Linux RAID, nagyon népszerűek teljesítményük és megbízhatóságuk miatt.
Egy másik dolog, amelyet szem előtt kell tartani, például a ZFS vagy a Linux esetében. md az, hogy van egy kis tanulási görbéjük. Szüksége van némi ismeretekre a működésükről és az általuk használt parancsokról, különösen, ha hatékonyan szeretné beállítani és kezelni őket.
Végezetül a alaplapi RAID-re is vigyáznia kell.. Ezeket szabványos lemezvezérlővel és speciális firmware-rel/illesztőprogramokkal (pl. Intel Rapid Storage Technology) valósítják meg.
A beépített RAID célja az volt, hogy áthidalja a szakadékot a hardveres és szoftveres RAID között, és mindkettő előnyeit biztosítsa. A valóság azonban ennek az ellenkezője lett, és sem teljesítményt, sem megbízhatóságot nem nyújt a másik két RAID-típushoz képest.
Előnyök: Alacsonyabb beállítás és karbantartás költségek Egyes megoldások megbízhatóbbak az adatintegritás szempontjából Hátrányok: Valamivel rosszabb teljesítmény Bizonyos megvalósítások alapvető műszaki szakértelmet igényelnek
Hardveres RAID vs szoftveres RAID – Főbb különbségek
Hardveres és szoftveres RAID-megoldások különböznek abban, hogy miként biztosítják az általuk nyújtott I/O teljesítménynövekedést, valamint más mérőszámokban, például a megbízhatóságban, a költségekben és a kompatibilitásban.
Teljesítmény
A hardveres és szoftveres RAID közötti teljesítménybeli különbség végső soron a specifikációtól függ c kérdéses megoldás. Bizonyos szoftvermegvalósítások, mint például a Windows RAID vagy a FakeRAID, meglehetősen gyenge teljesítményűek. Az alacsony kategóriás RAID-kártyák valamivel jobb teljesítményt nyújthatnak, de nem tekinthetők megbízhatónak, ha a BBU-hoz hasonló dolgok nem támogatottak.
A jó szoftvermegvalósítások, mint a ZFS, általában jobban teljesítenek, mint az alsó kategóriás kártyák. Ez részben annak a ténynek köszönhető, hogy a rendszerprocesszorok gyorsabbak, mint a RAID-vezérlő beépített processzora. Ugyanez igaz a Linux RAID-re is, de megvan az az előnye is, hogy nyílt forráskódú, így lektorált és optimalizált.
Végső soron azonban a csúcskategóriás RAID-vezérlők jelentik a csúcsot. A csúcskategóriás vezérlők gyorsítótárazzák az adatokat a beépített memóriában írási műveletek során, ami jelentős írási teljesítménynövekedést biztosít.
A nagyobb mennyiségű beépített memória nagyobb teljesítménynövekedést biztosít, ha sok nagy fájllal, például médiafájlokkal dolgozik.. Emiatt érdemes a nagyobb memóriával rendelkező csúcskategóriás kártyákat használni, például a médiakészítő munkaállomásokon. A teljesítménynövekedés azonban nem lesz olyan nagy azokon a rendszereken, amelyek véletlenszerű I/O-t kezelnek kisebb fájlokon.
Egy dolgot érdemes szem előtt tartani, hogy az írási gyorsítótárazásból adódó teljesítménynövekedés nem várható az adatintegritás költsége. Ezzel a következő részben foglalkozunk.
Megbízhatóság
Meghatároztuk, hogy egy jó RAID-vezérlőkártya hogyan biztosítja a legjobb teljesítményt a gyorsítótárazáson keresztül. De emellett gondoskodnia kell arról is, hogy a gyorsítótárat BBU vagy BBM védje. Ellenkező esetben egy áramkimaradási esemény visszaírási módban adatvesztéshez vezethet, ami végső soron a tömb meghibásodásához vezethet.
Feltételezve, hogy a vezérlő gyorsítótárában lévő adatok megmaradnak (általában legfeljebb 72 óráig) ), elegendő a rendszer újraindítása az adatok helyreállításához. Általános szabály, hogy ellenőrizni kell az akkumulátor állapotát, és szükség esetén ki kell cserélni, mivel néhány év után hajlamos elhasználódni.
A beépített RAID nem támogatja az ilyen tartalék akkumulátorokat, ezért sebezhető. számos dologra, az áramkimaradásoktól a kernelhibákig. Még egy ok, amiért ne használja.
A szoftveres RAID viszont más értelemben megbízható. Az olyan szoftvermegoldások, mint a ZFS, viszonylag alacsonyabb teljesítményűek lehetnek, de ennek jó oka van.
Általán azt gondolják, hogy a csúcskategóriás vezérlők menet közben ellenőrzik a paritást és kijavítják a hibákat, de ez nem így van. A Linux MD-t teljesítményének köszönhetően az egyik legjobb szoftveres RAID-megoldásnak tekintik, de még ez sem ellenőrzi a paritást, hacsak a lemez nem jelez hibát.
Ez az oka annak, hogy valami, például a ZFS vagy a BTRFS valóban ragyog az adatintegritás szempontjából. A ZFS rendelkezik egy natív scrub funkcióval, amely rendszeresen ellenőrzi és kijavítja az adatsérülést és a bitrothadást. Ami a gyakoriságot illeti, az általános ajánlás az, hogy a normál lemezeket hetente egyszer, a vállalati szintű lemezeket pedig havonta egyszer súrolja meg.
Kompatibilitás
A hardvervezérlőkkel kapcsolatos egyik fontos tényező a kompatibilitás. Először is, a RAID-vezérlőnek nyilvánvalóan kompatibilisnek kell lennie az alaplappal.
Ha pedig a jelenlegi vezérlője meghibásodik, szüksége lesz egy azonos gyártótól származó vezérlőre. Nem fog működni, ha lecseréli egy másik gyártótól származó vezérlőre.
Ez szintén fontos, hogy időnként tesztelje ezeket a pótalkatrészeket, mivel ezek is meghibásodhatnak. Ha pedig nem talál kompatibilis vezérlőt, akkor nem tudja visszaállítani az adatait.
A szoftveres RAID esetében nincs ilyen probléma, mivel az operációs rendszer szintjén van megvalósítva. Kevésbé érzékeny az összetevők meghibásodására, de ha a tömbben lévő lemezek bármelyike meghibásodik, általában minden nehézség nélkül kicserélheti a lemezt, és újraépítheti a tömböt.
Költség
A RAID használatának megkezdésekor az egyik fő tényező, amely a legtöbb embert lehagyja a hardveres RAID-ről, a beállítási és karbantartási költségek. Végül is a RAID-vezérlők nem olcsók. Legalábbis semmi tisztességes. Ha olyan dolgokat vesz figyelembe, mint például az alkatrészek, a dolgok még borúsabbnak tűnnek a hardveres RAID esetében.
A szoftveres RAID ezzel szemben egy költséghatékony megoldás, amely megfelelő teljesítményt is kínál.
Alkalmazás-/RAID-szintek
A hardveres és a szoftveres RAID közötti választáskor más tényezőket is figyelembe kell venni, például a beállítás mértékét és a használni kívánt RAID-szintet.
Ha alacsonyabb RAID-szinteket, például RAID 0-t tervez használni vagy RAID 1 egy kis tömbhöz, akkor nem lesz szükség hardveres vezérlőre. Nagyobb tömbök esetén azonban érdemes magasabb RAID-szinteket (például RAID 5 és RAID 6) vagy hibrid RAID-szinteket (például RAID 50, RAID 60 stb.) választani. Ilyen esetekben az optimális teljesítményhez RAID-vezérlőre van szükség.
Alternatív megoldásként, ha nem szabványos RAID-megoldásokat, például Linux MD vagy RAID-Z használatát tervezi, akkor nincs szüksége hardvervezérlőre sem. Valójában hatékonysági és adatvédelmi okokból ajánlatos elkerülni a hardveres RAID-vezérlőket a ZFS használatakor.
Megéri a hardveres RAID?
A szoftveres RAID manapság a teljesítmény szempontjából is kiváló. De végső soron még mindig nem tudja elérni azt a teljesítményszintet, amelyet egy írási gyorsítótárral és BBU-val rendelkező csúcskategóriás kártya kínál. Ha a költségek nem jelentenek problémát, mindenképpen érdemes megfontolni egy jó minőségű hardveres RAID beállítást a legjobb teljesítmény érdekében.
Előre meg kell említenünk, hogy a NAS-megoldások, mint a QNAP és a Synology, valójában szoftveres RAID-ek. Az emberek gyakran az ilyen NAS-egységeket dézsmálják, és azt hiszik, hogy csúcskategóriás hardveres RAID-et kapnak, de ez nem így van. A jó dolog azonban az, hogy teljesítményük még mindig összehasonlítható, ha nem jobb, mint egy átlagos hardveres RAID-beállítás.
Mikor jobb a szoftveres RAID?
Amíg a legjobb A soron kívüli teljesítmény nem szükséglet, a szoftveres RAID manapság általában jobb választás. A teljesítmény általában megfelelő, és az a tény, hogy nem kell drága vezérlőket vásárolnia, csökkenti a belépési korlátot.
Azonban, ha már ezen a témán vagyunk, meg kell említenünk, hogy bizonyos szoftvermegoldások, mint például a ZFS vagy a Linux RAID, enyhe tanulási görbével rendelkeznek, különösen, ha hatékonyan kívánja beállítani és használni őket.
Végső ítélet – Hardveres RAID vs szoftveres RAID
Ebben a pontban nyilvánvalónak kell lennie, hogy manapság a hardveres és a szoftveres RAID is hasonló előnyöket kínál. Az Ön számára megfelelő RAID-megoldás végső soron olyan tényezőktől függ, mint a költségvetés és a legfontosabb prioritások (kényelem, teljesítmény, megbízhatóság stb.).
Függetlenül attól, hogy hardveres vagy szoftveres RAID-et, illetve szabványos vagy nem szabványos RAID-szinteket választ, ne feledje, hogy A RAID nem egy biztonsági másolat. A RAID csak a lemezhibák ellen véd. Külön külső biztonsági mentés nélkül továbbra is előfordulhat, hogy minden adatot elveszítenek rosszindulatú programok, korrupció, balesetek vagy emberi hibák miatt. Még egyszer, készítsen biztonsági másolatot!
A fentiekkel együtt a cikk befejezése előtt ismét itt vannak a hardveres és szoftveres RAID közötti fő különbségek:
