Получите первоклассный RAID сейчас и обновите “железо” потом
По мере расширения малых предприятий, они начинают сталкиваться с некоторыми проблемами хранения данных, присущими большим организациям. Основная проблема заключается в том, что профессиональные решения на дисковых массивах RAID могут быть довольно дорогими, и всегда есть риск, что, в конечном счёте, вложения не окупятся.
Компания Ciprico сейчас предлагает идеальное решение проблемы, выпустив программное обеспечение VST Pro 2008, которое привносит в “массовые” системы функции RAID корпоративного уровня, поддерживая при этом хорошие возможности для апгрейда: расширение или миграцию RAID. Малым и средним предприятиям, возможно, даже больше не придётся покупать дорогое аппаратное обеспечение.
RAIDCore – это хардкорный RAID
Компания RAIDCore продолжила развивать программную архитектуру Fulcrum, о которой мы впервые написали в 2003 году. Статья называлась “Современные контроллеры RAID: сравниваем передовое решение от RAIDCore SATA с конкурентами SCSI“, и в ней было дано точное описание впечатляющего набора функций, которые были привнесены компанией RAIDCore на рынок малого бизнеса.
Затем компанию RAIDCore купила Broadcom, которая продолжила линейку контроллеров, изменив аппаратную основу. Наконец, компания Ciprico приобрела RAIDCore. В настоящий момент ассортимент продукции состоит из трёх контроллеров Unified Serial RAID, которые поддерживают как Serial Attached SCSI (SAS), так и Serial ATA (SATA).
VST Pro выводит RAIDCore на массовый рынок
Компания Ciprico представила своё программное решение на выставке CeBIT в марте 2008 года, где раздавала бесплатные копии пакета VST Pro 2008. VST расшифровывается как “Virtual Storage Layer” и означает, что архитектура RAIDCore, которая всегда была довольно независима от аппаратного обеспечения, на котором она работала, стала доступна для установки на различные хост-системы. Ciprico решила поддерживать Windows, Red Hat и Suse и в настоящий момент поддерживает встроенные контроллеры накопителей Intel и AMD. Мы проверили, как работает VST Pro 2008 на материнской плате с чипсетом P45 и южным мостом ICH10.
Если вы помните наши прошлые обзоры контроллеров накопителей и первый обзор технологии Fulcrum/RAIDCore, то вы поймёте, что мы говорим о функциональности RAID корпоративного уровня. Ciprico привнесла на массовый рынок то, что раньше можно было найти только в виде дорогих контроллеров SCSI RAID.
RAIDCore разработала свою архитектуру Fulcrum ток, чтобы она работала только на картах-контроллерах RAIDCore. Поскольку разработчики создали централизованное (host-based) RAID-решение, подразумевая, что вся нагрузка по обработке массивов RAID ляжет на системный процессор, решение RAIDCore является достаточно гибким, чтобы распределить массивы RAID по нескольким RAID-контроллерам, используя все доступные порты. В статье “Broadcom RAIDCore: создаём массив из 32 дисков” вы можете прочитать о нашем проекте, в котором мы создали массивы RAID 0 и RAID 50, используя четыре контроллера RAIDCore и 32 жёстких диска.
Нам бы хотелось пролить свет на нынешние различные реализации технологии RAID. Как уже упоминалось, технология RAIDCore была разработана как централизованное (host-based) RAID-решение, которое работает на выделенном программном уровне и требует от системного процессора взять на себя всю вычислительную нагрузку, например по вычислению XOR для массивов RAID 5 и RAID 6.
Программный RAID реализуется на уровне операционной системы. Все серверные решения Linux и Windows поддерживают RAID 5, используя все доступные интерфейсы и установленные и готовые к эксплуатации контроллеры накопителей. Это предоставляет быстрые способ создания массивов RAID, однако поддержка и управление в случае выхода из строя накопителя или при переносе массива RAID на другой контроллер или систему может вызывать трудности.
В конечном счёте, большинство контроллеров RAID, которые продаются крупными поставщиками, основаны на аппаратном RAID и, следовательно, содержат процессор , который может базироваться на различных дизайнах. В настоящее время компания Intel снимает с производства процессоры Xscale, зато AMD и другие производители предоставляют свои альтернативы. AMCC использует решение на основе PowerPC для ускорения вычислений XOR.
RAIDCore + SAS = гибкость
В то время как многие профессиональные решения от Adaptec, ICP, LSI и других поставщиков контроллеров накопителей были ограничены дорогими жёсткими дисками SCSI, RAIDCore стал первым производителем, который объединил функции корпоративного уровня с массовыми накопителями Serial ATA, предложив за это выгодную цену. Таким образом, стали возможны недорогие дисковые массивы высокой ёмкости с SATA-винчестерами, хотя SATA RAID никогда не был способен предоставить альтернативу высокопроизводительным приложениям, несмотря на доступность относительно быстрых жёстких дисков, таких как Western Digital Raptor и Raptor-X. Последняя модель VelociRaptor лучше подходит для среды SAS или корпоративного окружения.
Наконец, профессиональные контроллеры накопителей на основе SCSI и полупрофессиональные решения начального уровня на основе Serial ATA недавно объединились в сегмент Unified Serial (унифицированные контроллеры). Это означает, что контроллеры могут позиционироваться как массовые решения начального уровня или high-end решения для корпораций и могут различаться по таким критериям, как количество портов или функции. Тем не менее, как SAS, так и SATA всегда поддерживаются, и можно даже использовать смешанные жёсткие диски. Это хорошее преимущество для RAIDCore, поскольку можно начать пользоваться программой VST Pro, имея на материнской плате встроенный контроллер SATA с несколькими портами, а впоследствии безболезненно произвести апгрейд, установив контроллер Unified Serial или SAS.
Программа VST Pro 2008
Программный пакет VST Pro 2008 можно скачать на сайте компании Ciprico по адресу www.ciprico.com. Тем пользователям, кто хочет попробовать программу, но не желает покупать её сразу, мы рекомендуем пробную 30-дневную версию. Однако бессрочную версию VST Pro 2008 вряд ли можно назвать дорогой: она стоит всего $49 (это, наверное, даже меньше, чем вам пришлось бы выложить за 4-портовый контроллер SATA).
Набор функций и программ идентичен тому, что вы получаете при покупке карты-контроллера Ciprico RAIDCore. Единственная разница заключается в том, что программа VST Pro 2008 должна быть установлена на систему, работающую под управлением Windows XP, Windows Server, Red Hat или Suse, и в том, что VST Pro 2008 ограничена количеством портов, доступных на хост-системе.
Функции VST Pro 2008
Список функций программы VST Pro 2008 длинный и исчерпывающий. Мы выделим лишь самые интересные.
- Уровни RAID: 0, 1, 10, 5, 50, 1n, 10n, JBOD;
- миграция с SATA на SAS;
- беспрепятственный перенос массивов RAID с контроллера материнской платы на host-контроллер (продаётся отдельно);
- поддержка RAID 50 и 10N;
- онлайновая миграция уровней RAID (ORLM);
- одношаговая миграция уровней RAID;
- поддержка глобальных запасных дисков (spare);
- разделение “зеркала” и скрытие;
- скрытие массива;
- настраиваемый приоритет перестроения массива;
- гибкие функции просмотра;
- роуминг жёстких дисков;
- гибкое управление кэшем;
- выбор загрузочного массива;
- программированный отложенный запуск дисков;
- фоновая инициализация массива;
- создание и удаление без перезагрузки;
- проверка на целостность (фоновая / по расписанию);
- выставление приоритета задач;
- гибкая поддержка “горячего” запасного диска (spare);
- расширенная работа с разделами RAID;
- уведомления по электронной почте;
- регистрация в журнале событий NT;
- быстрое создание массива RAID;
- поддержка “горячей” замены;
- поддержка BIOS (создание / загрузка / контроль прерывания INT13).
Создание, перенос, апгрейд и миграция
Многие конкуренты Ciprico также поддерживают большую часть перечисленных выше функций, но самой интересной из них является “дисковый роуминг”. Попросту говоря, это значит, что вы можете подключить жёсткий диск к любому порту по вашему желанию. Смена портов жёстких дисков, входящих в массив, не испортит массив и не приведёт ни к каким другим неприятным последствиям. Совместно с функцией переноса с одного контроллера на другой (controller spanning), можно создать массив RAIDCore на хост-системе Intel ICH7+, а затем произвести апгрейд на контроллер накопителей RAIDCore, добавив больше портов (или поддержку жёстких дисков SAS), и даже осуществить миграцию целого дискового массива на другую хост-систему. Однако нам не хватало поддержки RAID 6.
VST Pro на практике
Мы воспользовались набором из восьми жёстких дисков Western Digital WD360 Raptor, чтобы испытать программу VST Pro 2008 с использованием раздельного host-контроллера RAIDCore RC5252-8 и без него. Конечно, это не самые скоростные жёсткие диски, однако для наших целей они работают достаточно быстро и могут с лёгкостью переполнить доступную полосу пропускания контроллера Intel ICH7+ SATA, что вы и увидите по результатам наших тестов.
Лёгкая установка
Чтобы поставить программу VST Pro 2008, нужно просто установить её на существующую систему, или настроить новую систему с Windows XP, Windows Vista, Windows Server, Red Hat или Suse Linux. Установка VST Pro занимает всего несколько минут, после чего программа сразу же готова к работе. Обратите внимание, что VST Pro 2008 заменяет собой существующие программы RAID, такие как менеджер Intel Matrix RAID.
VST Pro не поддерживает загрузочных дисков; это значит, что для работы с VST Pro 2008 вам понадобится другой системный жёсткий диск или другой загрузочный системный массив или раздел. Поскольку данная программа была разработана в первую очередь для обеспечения корпоративного хранилища, такой компромисс приемлем. Кроме того, при создании нового массива RAID программа VST Pro 2008 не может сохранять данные, уже имеющиеся на ваших жёстких дисках.
Южный мост Intel ICH10 сообщал, что дисковый массив из шести жёстких дисков WD Raptor не функционирует. Если для контроллера ICH10R и его встроенной функции RAID это на самом деле правда, то к нашему массиву RAIDCore это не относится, ведь под Windows он работал, как надо.
Мы провели следующий эксперимент: отсоединили несколько жёстких дисков от портов SATA и снова подключили их, но только в другие порты; для программы VST Pro это не имело никакого значения, так как массив сохранил свою работоспособность в полном объёме. Мы смогли даже подключить несколько и все жёсткие диски к контроллеру RC5252-8. Как только система завершила загрузку, массив заработал так, будто ничего не произошло. Единственная разница заключалась в производительности, поскольку программа VST Pro 2008 не может преодолеть ограничения производительности южного моста Intel ICH10R.
Программа RAIDConsole
Нажмите на картинку для увеличения.
Для проверки дискового роуминга и функций переноса на другой контроллер мы использовали южный мост Intel ICH10R на материнской плате с чипсетом P45 и добавили внешний контроллер RAIDCore RC5252-8. Обращаем ваше внимание на то, что южный мост был распознан как ICH9R, хотя на самом деле мы использовали ICH10. Тем не менее, никакой разницы нет.
Нажмите на картинку для увеличения.
VST Pro 2008 отображает все доступные жёсткие диски. Независимо от того, работают ли они через контроллер материнской платы или через карту-контроллер RAIDCore, консоль управления выглядит одинаково.
Опции контекстного меню, которое появляется при щелчке правой клавишей мыши по массиву. Как видите, опции похожи на функции, перечисленные выше.
Простое создание массива
Нажмите на картинку для увеличения.
Создать массив можно за несколько секунд: нужно просто выбрать те жёсткие диски, которые вы хотите в него включить. VST Pro 2008 включит в список все возможные накопители, для которых есть соответствующие контроллеры.
Нажмите на картинку для увеличения.
Существующий массив RAID можно легко преобразовать в другой массив. Для этого нужно выбрать массив, изменить его тип в выпадающем меню и нажать на кнопку “Применить/Commit”. Однако менять массивы RAID можно, только если выбранная конфигурация обеспечивает достаточную ёмкость для текущих данных.
Имеющиеся данные нельзя импортировать в VST Pro
Если вы решили создать массив RAID на заданном количестве жёстких дисков, то у программы есть для вас и плохие новости. Невозможно импортировать имеющиеся данные с отдельных жёстких дисков или существующих массивов RAID на новый массив RAIDCore RAID, который вы собираетесь создать. Так что, позаботьтесь о резервировании своих данных в безопасное место, прежде чем создавать новый массив.
…или на контроллеры RAIDCore с VST Pro
Ciprico предлагает модели контроллеров, основанные на интерфейсе PCI-X с восьмью внутренними портами SAS/SATA (RC5152-08), и две версии с интерфейсом PCI Express с восьмью или четырьмя портами SAS/SATA (RC5252-08, RC-525204). Карты базируются на довольно простом аппаратном обеспечении контроллера, поскольку им для работы требуется ещё и программная архитектура RAIDCore/Fulcrum. Можно купить карты RC5000 отдельно или приобрести комплект из программы VST Pro 2008 и одного из контроллеров. Модели PCI Express RC5252-08 и RC5252-04 поставляются с VST Pro 2008, а вот версия PCI-X нет. Такой комплект не обойдётся вам дешевле, так как цена на него получается путём простого сложения стоимости контроллера ($149 за 4-портовую модель и $359 за 8 портов) и программного обеспечения ($49). Цены указаны для международного рынка.
Может показаться странным, почему Ciprico предоставляет максимум 8 портов, тогда как другие производители, например, Areca, увеличили количество портов до 16 и даже до 24. Ответ кроется в архитектуре Fulcrum/RAIDCore: не имеет смысла создавать дорогой 16-портовый хост-адаптер, если легко можно сочетать две 8-портовые карты, которые вполне доступны по цене.
Более подробную информацию о хост-адаптерах можно найти на страничке Ciprico. Рекомендуем также почитать наш полный обзор RC5252-8.
Тестовая конфигурация
Системное аппаратное обеспечение | |
Процессор | Core 2 Extreme X6800 |
Материнская плата | ASUS P5Q-E P45, ICH10R, BIOS 0702 |
Память | 2 x 1024 Мбайт DDR2-800 Corsair CM2X1024-10000C5D |
Видеокарта | Gigabyte Radeon HD 3850 512 Мбайт GDDR3 |
Жёсткие диски | 7 x 36 Гбайт, 10 000 об/мин, WD360GD |
RAID-контроллер | RAIDCore RC5252 8x SATS 3 Гбит/с |
DVD | Gigabyte GO-D1600C |
Программное обеспечение | |
Видеокарта | ATI Radeon 7.12 |
Чипсет | Version 9.0.0.1007 |
Подсистема хранения | Version 8.0.0.1039 |
DirectX | Version 9.0c |
ОС | Windows XP SP2 |
Тесты | |
Тесты производительности | h2benchw 3.6 |
Производительность ввода/вывода | IOMeter 2003.05.10 Fileserver-Benchmark Webserver-Benchmark Database-Benchmark Workstation-Benchmark |
Asus P5Q-E (чипсет P45 с ICH10R)
Asus P5Q-E является новой материнской платой верхнего сегмента рынка, которая основана на чипсете Intel P45 и южном мосте ICH10R.
Южный мост Intel ICH10R идёт с шестью портами AHCI Serial ATA 3 Гбит/с и поддерживает “родную” очередь команд (Native Command Queuing, NCQ).
Asus предоставляет полный набор кабелей Serial ATA для подключения шести жёстких дисков SATA.
Результаты тестов
Мы собрали тестовую систему на чипсете P45, чтобы сравнить производительность программы VST Pro 2008, используя встроенные порты ICH10R SATA и карту-контроллер RC5252-8 от Ciprico.
Время доступа
Как и ожидалось, время доступа сильно не варьируется на карте RAIDCore и ICH10R. Хотя на пониженных массивах RAID 5 заметно небольшое увеличение времени доступа.
Пропускная способность интерфейса
Пропускная способность интерфейса является максимальной пропускной способностью массива RAID, когда данные могут браться непосредственно из кэш-памяти жёстких дисков. Другие механизмы кэширования тоже повышают максимальную пропускную способность на RAID 5. Интересно также наблюдать снижение максимальной пропускной способности на пониженном массиве RAID 5, где данные приходится восстанавливать из информации избыточности “на лету”. Тем не менее, этот тест мало отражает реальную производительность.
Скорость передачи данных
Скорости чтения практически одинаковы, независимо от того, запускали ли мы тесты только на ICH10R, на карте RAIDCore RC5252-8, или же при использовании обоих контроллеров. Максимальная пропускная способность массива RAID 0 составляет приблизительно 270 Мбайт/с, а вот RAID 5 достигает примерно 245 Мбайт/с. Производительность чтения пониженного массива RAID 5 оказалась лучше на ICH10R, нежели на карте RAIDCore.
Относительно скорости записи ситуация совершенно иная. Если использовать аппаратный контроллер RAIDCore RC5252-8, то результаты получаются отличные. Учтите, что здесь имеет место быть системное кэширование, которое мы не отключили. Совершенно очевидно, что программа VST Pro 2008 ограничена производительностью записи южного моста Intel ICH10R, из-за чего возникает “узкое место”. В конечном счёте, это снижает максимальную скорость записи VST Pro менее чем до 130 Мбайт/с при использовании шести жёстких дисков, хотя при использовании карты RAIDCore в RAID 5 возможна скорость около 280 Мбайт/с. “Узкое место” возникает только в массиве RAID 0.
Производительность ввода/вывода RAID 0
На производительность ввода/вывода массива RAID 0 не повлиял ни контроллер RAIDCore RC5252-8, ни ICH10R.
Производительность ввода/вывода RAID 5
На производительности ввода/вывода массива RAID 5 также не отразилось ни использование ICH10R, ни контроллера RAIDCore RC5252-8. Однако при использовании обоих контроллеров (смешанный режим) производительность ввода/вывода немного улучшилась.
Анализ и заключение
Конечно, программное обеспечение Ciprico VST Pro 2008 добавляет совершенно новый уровень функциональности к простым, потребительским контроллерам материнских плат, таким как Intel ICH10R. Всего за $49 вы сможете превратить любую массовую платформу Intel на основе южного моста ICH7 и выше в мощное решение для накопителей, которое затмевает собой многие профессиональные контроллеры SATA.
Контроллеры SAS по-прежнему обеспечивают большую гибкость, производительность и лучший набор функций, хотя и по гораздо более высокой цене. Отдельные карты-контроллеры не страдают от ограничений производительности, как например ICH10R при работе с массивом RAID 5. Однако, вы легко можете произвести апгрейд конфигурации VST Pro 2008 и добавить поддержку SAS, купив контроллер Ciprico SAS RAID за $149 (четыре порта) или за $359 (восемь портов).
Где VST Pro действительно имеет смысл…
На самом деле, чипсет Intel ICH10R с технологией Matrix Storage Technology уже является довольно мощным контроллером для домашних пользователей и некоторых малых и средних предприятий, поскольку он позволяет создавать различные массивы, или создавать два массива на одном и том же наборе жёстких дисков. Однако решение Intel далеко от того полного набора функций, который предоставляет Ciprico, и к тому же менее гибкое в тех ситуациях, когда приходится иметь дело с наихудшим сценарием и заменять дефектный жёсткий диск.
Мы считаем, что программу VST Pro 2008 имеет смысл приобрести тем пользователям, кому нужно создать хранилище с минимальными усилиями за минимальное время с учётом возможности последующего апгрейда. VST Pro 2008 позволяет использовать более старый настольный ПК (с чипсетом Intel), просто установив на него программу и создав необходимые массивы RAID. Как только система готова к работе, можно обновить жёсткие диски, добавить карту-контроллер RAIDCore с высокопроизводительными жёсткими дисками SAS, добавить SATA-винчестеры для дополнительной ёмкости и даже перенести всё хранилище на другую хост-систему. Благодаря функции дискового роуминга, вам даже не нужно запоминать конкретные порты, в которые подключаются жёсткие диски.
… и где не имеет
Однако покупать программу VST Pro 2008 не имеет смысла, если у вас очень специфические требования, или если вы уверены, что в ближайшем времени вам не понадобится больше накопителей, и вы не будете ничего менять. Если вам хватает не более шести жёстких дисков, и вы не собираетесь менять уровень RAID, добавлять накопители, и вам не требуется более высокая производительность, то вам достаточно будет функций чипсета материнской платы. А если нужно сразу получить определённую производительность, то можно выбрать полноценный RAID-контроллер с аппаратным ускорением XOR.
Статьи по теме.
- “Многоканальные контроллеры RAID SATA: 3Ware, Highpoint и Raidcore/Broadcom” (сентябрь 2004 года);
- “Broadcom RAIDCore: создаём массив из 32 дисков” (октябрь 2004 года).
В данной статье мы до предела нагрузили контроллеры RAIDCore, использовав 32 жёстких диска в массивах RAID 5 и RAID 50; - “Тестирование пяти контроллеров SATA RAID” (ноябрь 2005 года).
Здесь мы рассматривали первое поколение контроллеров Serial ATA II от AMCC/3Ware, Areca, Boardcom/Raidcore, Highpoint и LSI; - “Миграция уровней RAID. Возможности чипсетов Intel и nVidia” (август 2007 года).
В данной статье мы проверяли, насколько гладко осуществляется переход с одного уровня RAID на другой; - “Миграция RAID-массивов: тесты THG” (август 2007 года).
Здесь мы рассказывали о том, как можно перенести существующий массив RAID с одного контроллера на другой; - “RAID-контроллеры SAS/SATA: тест четырёх моделей для PCI Express” (сентябрь 2007 года).
Это обзор контроллеров Adaptec, Atto, ICP и Raidcore для массивов RAID 5 и RAID 6. Все эти контроллеры поддерживают как SAS (Serial Attached SCSI), так и SATA (Serial ATA); - “Гетерогенный RAID: тесты массива на разных жёстких дисках” (март 2008 года) .