Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Массивы RAID.docx
Скачиваний:
25
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
150.85 Кб
Скачать

Массивы RAID

Добавлять новые дисковые накопители сложны для обработки данных. Поэтому, вместо того, чтобы добавлять десятки или сотни отдельных дисковых накопителей, многие пользователи предпочитают применять массивы RAID (Redundant Array of Independent Disks, массивы независимых дисковых накопителей с избыточностью). Массивы RAID могут быть реализованы с использованием программных средств и имеющихся у вас устройств ввода-вывода, либо могут быть приобретены как аппаратные устройства RAID.

Способы преодоления ограниченных возможностей дисков.

Чтобы улучшить производительность ввода-вывода, многие производители поставляют контроллеры, имеющие кэши. Кэш контроллера – это оперативная память, установленная в контроллере дисковых накопителей. Этот кэш применяется для выполнения двух задач:

- Кэширование записи. Поскольку контроллер имеет свою собственную память, то контроллер может сообщать операционной системе (а следовательно, и SQL Server), что операция ввода-вывода завершилась, как только данные будут записаны в кэш, что значительно повышает производительность записи.

- Кэширование предупреждающего чтения. Другой способ применения контроллера кэша – это чтение данных в дополнение к запрошенным данным. Это делается в предположении, что вскоре может поступить запрос на эти дополнительные данные. Если это случится, то время отклика резко сократится.

Как ясно из самого их названия, массивы RAID содержат в себе два или несколько дисковых накопителей, образуя тем самым массив дисковых накопителей. Операционная система воспринимает весь этот массив как один логический диск. Этот логический диск называют также дисковый том, потому что он является набором дисков, кажущихся одним диском. Для пользователей, для приложения и даже (если применяется аппаратный массив RAID) для Microsoft Windows 2000 массив RAID воспринимается как один диск. Во многих случаях, однако, этот один диск будет иметь гораздо больший объем, чем любой из дисков, имеющихся в продаже. Но благодаря массивам RAID можно создавать не только большие логические диски, но также, во многих из конфигураций RAID (уровнях RAID), обеспечивать также и отказоустойчивость логического диска. Эта отказоустойчивость позволяет диску RAID сохранять работоспособность даже при отказе одного или нескольких из отдельных дисковых накопителей, составляющих массив RAID.

В большинстве случаев контроллер кэша является большим достоинством. Но есть два момента, о которых мы должны вас предостеречь:

- Не пользуйтесь кэшированием записи, если вы не имеете батарейную поддержку бесперебойного электропитания. Большинство контроллеров с кэшированием имеет батарею или предусматривает возможность применения батареи. Благодаря этой батарее данные в кэше не пропадут при отказе электропитания. Без батареи данные из кэша пропадут, что может повлечь повреждение базы данных.

- В редких случаях, когда массив RAID работает на грани своей мощности, кэширование записи может привести к ухудшению производительности чтения. Это происходит из-за того, что приоритет отдается контроллеру записи, для того, чтобы освободить кэш.

Внутренние и внешние массивы RAID

Имеется два основных типа систем RAID: внутренние и внешние. Эти термины описывают, где находятся алгоритмы работы массивов RAID. В большинстве систем алгоритмы работы RAID находятся на контроллере, который установлен в стойке корпуса компьютера. Такие системы RAID называются внутренними. А у внешней RAID-системы алгоритмы работы находятся в запоминающем устройстве или в запоминающих устройствах, в которых размещены дисковые накопители.

Сети хранения данных (san)

Одной из новейших технологий, появившихся на рынке, является SAN (storage area network, сеть хранения данных). Основой SAN является большая внешняя система RAID, которой могут пользоваться совместно несколько компьютеров. Из-за этого в названии технологии появилось слово network – сеть. Благодаря SAN вы можете консолидировать (собрать воедино) все запоминающие устройства и снизить расходы, осуществляя работу с системой и поддержку системы в одном месте.

Технология SAN имеет довольно простую концепцию. Внешняя система RAID соединяет адаптер главной шины (HBA, host bus adapter) непосредственно с подсистемой RAID (см. рис. 5.6). В сети SAN происходит соединение нескольких адаптеров главной шины через коммутатор, по крайней мере, с одной внешней системой RAID. В такой конфигурации все компьютеры, входящие в сеть SAN, могут осуществлять доступ к подсистеме RAID.

Рис. 5.6.Система SAN

Программное обеспечение SAN производит сегментацию дисковой памяти, сопоставляя каждому из компьютеров свой логический диск. SAN имеет следующие достоинства:

  • Кластеризация. Кластеризация в SAN очень проста, так как SAN уже является внешним RAID-контроллером.

  • Консолидация запоминающих устройств. Благодаря наличию централизованного хранилища данных обслуживание запоминающих устройств становится проще.

  • Более рациональное использование дисковой памяти. Вместо того чтобы резервировать дополнительные дисковые накопители на каждом из компьютеров, вы можете продуктивно пользоваться этой дисковой памятью со многих компьютеров.

  • Отказоустойчивость. Все компьютеры, имеющие доступ к SAN, могут пользоваться подключенными к сети резервными дисковыми накопителями, которые немедленно вступают в строй вместо отказавших.

Пропускная способность контроллера и шины

Вы должны оценить не только ограничения, связанные с дисковым накопителем, но и ограничения пропускной способности шины ввода-вывода (обычно это SCSI или Fibre Channel). Так как шины работают с заданной тактовой частотой и имеют определенное количество разрядов данных (32 бита, 64 бита и т.д.), то максимальная пропускная способность ограничена некоторым фиксированным значением. Ваши потребности могут достичь до пропускных способностей контроллера, шины PCI или шины ввода-вывода контроллера или превысить их. Вы можете избежать этого, распределив контроллеры по нескольким шинам PCI вашего компьютера. Большинство компьютеров сейчас выпускается с тремя и более шинами PCI.

Подсистемы ввода-вывода высшего класса

Компании, которым необходимо обеспечивать доступность в течение 99,99% времени и более в сочетании с максимальной производительностью, часто обращаются к поставщикам вроде фирмы EMC. Такие поставщики предлагают сложные подсистемы ввода-вывода, содержащие кэши объемами в несколько Гб и множественные каналы для передачи данных от компьютеров к дисковым накопителям. Множественные каналы обеспечивают избыточность. Если какая-либо компонента системы откажет (например, откажет канал ввода-вывода, контроллер или кэш), то подсистема ввода-вывода не прекратит свое функционирование. При тщательном планировании состава таких подсистем ввода-вывода, они могут обеспечить высочайший уровень производительности и надежности.