Восстановление данных в России и СНГ
Малая Пироговская, 18, офис 406
Пн-Пт 9:00 - 21:00, Сб-Вс 9:00 - 17:00
Круглосуточный телефон

Когда использовать RAID 50

Что обычно знают о RAID 5? Отличный универсальный представитель RAID-массивов, имеющий некоторые ограничения в отношении емкости.

При использовании стандартных RAID-контроллеров (Adaptec, LSI и т.п.) максимальное количество дисков в RAID 5 составляет 32.  Сейчас уже есть по-настоящему большие диски (HGST 10tb, полезная ёмкость равна 9313 Гигабайт/ 9,1 Терабайт). Взяв 32 таких диска по 10 Тбайт, получим RAID 5  с 281,8 Тбайт полезного объема.  При этом объем, равный одному из дисков RAID 5, будет потрачен на контрольные суммы для обеспечения отказоустойчивости.

Такого объема домашний сервер интересует немногих. Однако с огромными массивами архивных, статистических и крупномасштабных данных все активнее работают компании, поэтому не исключено, что кому-то потребуется и такой монстр.

восстановление сервера HP ProLiant Gen9

Даже если взять более реальный вариант, когда крупный сервер создают из меньших дисков, потому что большие слишком дороги, принципы создания такого сервера останутся теми же.

Обратимся к проблемам  массива на 32 диска по 10 Тбайт.

Основные вопросы связаны с построением (build) и восстановлением (rebuild) RAID. Рассмотрим некоторые показатели для контроллера, работающего с дисками такого объема в подобном массиве.

  • Размер блока данных (на диск, так называемого малого страйпа) — 256 Кбайт.
  • Количество блоков на одном диске — 38 146 972.
  • В большой блок (большой страйп, проходящий через все диски массива) входит 32 элемента по 256Кбайт (8 Мбайт).
  • Для записи одной контрольной суммы RAID-массиву нужно будет прочитать данные с 31 диска, просчитать контрольную сумму и записать на 1 диск — по блокам.
  • Умножаем на 38 миллионов блоков.

Нагрузка на диски получается очень высокой – из-за этого повышается вероятность выхода из строя еще одного диска и всего массива.

Проблема в том, что в операции задействованы все 31 диск. С одной стороны, это неплохая потоковая скорость чтения, с другой — длительное перестроение. Чтобы перестроить массив за 24 часа, диски должны считывать/записывать данные со скоростью как минимум 115 Мбайт/с. И хотя сейчас диски SATA и SAS уже близки к таким показателям считывания, до  соответствующей скорости записи весьма далеко, поэтому на перестройку уйдет гораздо больше суток.

Если в процессе перестройки RAID 5 откажет еще один диск – придётся обращаться в компанию по восстановлению данных.

Выход – организация RAID 50 — комбинации массивов RAID 5, объединенных в RAID 0.

восстановление данных RAID 50 массива

 

Рассмотрим принципы работы такого массива. В стандартном RAID 0 из группы единичных дисков формируют быстрый массив, где отдельные диски выступают его участниками.  При этом каждый из них ничем не защищен — RAID 0 не предусматривает отказоустойчивости, которая реализуется двойным хранением блоков данных в RAID1/RAID10 или контрольными суммами в RAID5/RAID6. Если один из дисков выйдет из строя, результатом станет отказ всего массива.

В массиве RAID 50 каждый из участников RAID 0 верхнего уровня представляет собой массив RAID 5. Поэтому при отказе диска участник не выходит из строя, как в случае с RAID 0, а просто работает  немного медленнее, поскольку массив  меняет статус на «degraded».

Приведенные выше расчеты остаются теми же для отдельных дисков, зато количество дисков в большом блоке массива становится существенно ниже (как минимум наполовину), поэтому возрастает скорость во всех зонах.

Почему-то считается, что участников верхнего уровня для массивов  RAID 10, 50 и 60 может быть только два. На самом деле, в  указанных конфигурациях RAID это  количество выбирается  — 2, 3, 4. Как правило, чем их больше, тем лучше.  С этой информацией вернемся к  конфигурации на 32 диска.

Вместо того, чтобы собирать 32 диска в один массив RAID 5, создадим RAID 50 из двух RAID 5 по 16 дисков с RAID 0 верхнего уровня. Общая емкость будет на один диск меньше, зато существенно вырастут и производительность, и скорость перестроения.

Покажем это. На практике оказывается, что 32 дисков слишком много для эффективной работы алгоритма RAID 5. По скорости такой вариант уступает  оптимальному - RAID 5 на 8–16 дисков. Поэтому RAID 5 на 16 дисков всегда быстрее той же конфигурации на 32 диска. А у нас теперь два массива RAID 5, объединенных в один.

Преимуществ сразу несколько. При перестроении RAID (при отказе диска) задействованы только 16 из 32 дисков. Вторая половина RAID 50 (еще 16 дисков в массиве RAID 5) в процессе не участвует. Поэтому перестроение идет намного быстрее, а производительность массива в целом не страдает так, как в случае с RAID 5 из 32 дисков.

Недостатки  RAID 50 по сравнению с единым большим массивом RAID 5: при двух участниках массива верхнего уровня  теряется объем еще одного диска.

серверная комната

Анализируя конфигурации RAID 50/60, опираемся на математику. Рассмотрим несколько вариантов.  

RAID 50 с тремя участниками на 32 диска – не реализуется. Оптимальный вариант RAID 50 на трех участников— 30 дисков (3 участника по 10). Полезная емкость составит 27 дисков, зато массив будет (а) быстрее и (б)  весьма быстрее в перестроении, чем любая из рассмотренных выше конфигураций.

RAID 50 на 32 диска с четырьмя участниками - реализуется.   4 диска придется выделить под контрольные суммы. При этом каждый массив RAID 5 (каждый участник) будет иметь 8 дисков и отличную скорость.Система обладает  фантастической производительностью. Нет претензий и к скорости перестроения, а ее влияние на сервер сведено до минимума. Недостатки - стоимость выше, а емкость чуть ниже.

Итак, RAID 50 — это всегда компромисс: чем больше участников верхнего уровня, тем выше затраты и меньше емкость, зато заметно растет производительность. (Что с 32 дисками сделал бы автор ? Массив RAID 50 на 30 дисков и 3 участника, а два последних диска оставил бы в качестве  резервных  с горячей заменой).

Ответим на вопрос, вынесенный в заголовок. Насколько и когда целесообразно использование RAID 50? RAID 50 на большом количестве дисков большого объема – надежней, чем RAID 5, и экономичней, чем RAID 10.

Закажите восстановление данных