• Strona główna

---

• Aktualności
• Newsletter
• Nowe produkty
• Testy

• SIECI KOMPUTEROWE
• BEZPIECZEŃSTWO
• TELEKOMUNIKACJA
• APLIKACJE I SYSTEMY OPERACYJNE
• SERWERY I PAMIĘCI MASOWE
• RYNEK
• UPS I ZASILANIE
• ZARZĄDZANIE SIECIAMI

---

• PRZEGLĄD PRODUKTÓW SIECIOWYCH 2008
• PORADY
• Opinie, Felietony, Wywiady
• Forum
• Programy
• Seminaria
• Whitepapers
• Suplementy
• Kompendium
• Archiwum
• Prenumerata

RAID 6 - podwójne zabezpieczenie

4 stycznia 2007

NW, JCH

Doświadczeni administratorzy pamięci masowych wiedzą, że od czasu do czasu na rynek trafia się seria twardych dysków, których współczynnik awaryjności jest na tyle wysoki, że trudny do zaakceptowania. Ale oprócz produktów z błędami konstrukcyjnymi, według specjalistów w macierzach działa też bomba z opóźnionym zapłonem - dyski Serial ATA. Pojawiła się konieczność przygotowania ochrony przed sytuacją, gdy w krótkim czasie uszkodzeniu ulegają dwa napędy, uniemożliwiając odzyskanie danych przy zastosowaniu RAID 5.


Statystycznie najczęściej twarde dyski w macierzach dyskowych są skonfigurowane w RAID 5, gdzie dane są rozrzucone po wszystkich dyskach w macierzy, a dodatkowo zapisywane są także informacje o parzystości, na wypadek uszkodzenia jednego z dysków. W takim przypadku macierz dyskowa umożliwia wymianę uszkodzonego dysku na sprawny i korzystając z zapisanych na innych dyskach kodach nadmiarowych, odbudowuje jego strukturę. Natomiast podczas tej operacji bezpieczeństwo całego systemu wystawione jest na duże ryzyko. Twarde dyski mają coraz większą pojemność, a przez to znacznie dłużej trwa proces odbudowywania. Gdy podczas niego uszkodzeniu ulegnie drugi dysk, tracimy wszystkie dane.

Przed taką sytuacją zabezpieczyć ma RAID 6 (i jego pochodne), który pozwala na równoczesną awarię dwóch twardych dysków. W systemie dyskowym skonfigurowanym w RAID 6 wyliczany jest dodatkowy, drugi blok parzystości, a więc automatycznie potrzebne są dwa nadmiarowe dyski.

Podstawową korzyścią przy zastosowaniu RAID 6 jest brak konieczności natychmiastowego przystępowania do odbudowy uszkodzonego dysku - macierz może pracować z pełną wydajnością, a odbudowę można zostawić na przykład na wieczór lub noc, gdy system jest mniej obciążony. Dodatkowo, podczas odbudowy uszkodzonego dysku w RAID 6 znacznie mniej obciążony jest cały system, gdyż dostępna jest większa liczba dysków do realizacji zadań produkcyjnych.

Wydajność i pojemność

Na wydajność zapisu w RAID 5 ma wpływ liczba dysków, do których wymagany jest dostęp przy zapisie. Podczas gdy nie ma widocznych różnic przy RAID 5 podczas odczytu, przy zapisie tracimy prawie 50% pomiędzy RAID 0 (kopia lustrzana) i RAID 5. Rzeczywista wydajność systemu zależy od ilości operacji zapisu i odczytu (więcej operacji zapisu oznacza mniejszą wydajność).

RAID 6 wymaga dodatkowych obliczeń kodów nadmiarowych, a więc całkowita wydajność spada jeszcze bardziej. Badania pokazały, że przy zapisie systemy skonfigurowane w RAID 6 są o 20% wolniejsze od systemów RAID 5. Natomiast poziom RAID nie miał wpływu na prędkość odczytu.

Implementacja RAID 5 wymaga minimum 3 napędów, przy czym musimy zainstalować o jeden więcej od planowanej pojemności. Przy RAID 6 minimalna implementacja to 4 napędy, przy czym zawsze dwa są nadmiarowe. Tak więc wykorzystanie tego typu zabezpieczeń ma sens głównie przy systemach, gdzie zainstalowanych jest więcej dysków.

Marketingowa konkurencja

RAID 6 bardzo szybko doczekał się konkurencyjnych rozwiązań, których cel działania jest podobny, a różnią się tylko niuansami. Efekt tych prac spowodował jednak, że obecnie niewielu producentów stosuje RAID 6 w swojej "czystej" formie, a proponuje własne systemy, różniące się głównie nazwą i czasem szczegółami konstrukcyjnymi. W nomenklaturze firmy NetApp jest to na przykład RAID Dual Parity. Częściowe rozwiązanie tego problemu bez poświęcania dodatkowego dysku na parzystość to RAID-5E. Natomiast Tandberg Data idzie dalej ze swoją technologią RAIDn, w której można ustalić dowolną liczbę dysków parzystości.

Idea tych rozwiązań i generalnie korzyści z ich stosowania pozostają takie same - twierdzi Marcin Gosiewski, konsultant w dziedzinie pamięci masowych, właściciel firmy doradczej MGDZ. Mnogość implementacji oraz nazewnictwa wynika po części z przyczyn konstrukcyjnych, jednak głównie z przesłanek marketingowych. Każdy z producentów stara się znaleźć jakąś unikalną cechę, którą można by było wskazywać jako lepszą niż u konkurencji (nawet, jeżeli różnice są nieistotne). Ta firma, która wprowadzi na rynek swoją nazwę zastrzeżoną jako powszechnie przyjętą nazwę technologii, czerpie z tego korzyści.

Podobnego zdania jest Mirosław Chełmecki, dyrektor działu pamięci masowych i serwerów w Veracompie: - Każdy z producentów chce zaoferować coś nowszego, wydajniejszego czy bezpieczniejszego, aby zostać wybranym do realizacji danego rozwiązania. Stąd pojawiło się tak wiele konkurencyjnych rozwiązań tego podwójnego zabezpieczenia. Tym bardziej, że coraz łatwiej je tworzyć - rozwijają się technologie procesorów stosowanych do przeliczania danych, co pozwala na wykorzystanie bardziej złożonych algorytmów zabezpieczeń. Dlatego funkcjonalność RAID 6 i jej odpowiedniki wykorzystuje coraz więcej systemów, także tych przeznaczonych dla mniejszych firm. Moim zdaniem konstruktorzy takich systemów nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa, możemy więc liczyć na pojawienie się nowych algorytmów zabezpieczeń "online" danych na dyskach.

Duże, wolne i mniej trwałe dyski Serial ATA, chociaż tanie, to i tak podnoszą koszt całego systemu. Konieczne staje się wdrożenie dodatkowych, opisanych powyżej zabezpieczeń. Wraz z nimi wydajność systemu spada jeszcze bardziej, a rośnie cena, związana z koniecznością zakupu dodatkowych dysków.

---

Dyski SATA w dużych systemach pamięci masowych
Marcin Gosiewski konsultant w dziedzinie pamięci masowych, właściciel firmy doradczej MGDZ

W ostatnich latach zauważono, zresztą bardzo słusznie, że dyski Serial ATA mogą być z powodzeniem stosowane w rozwiązaniach klasy enterprise. Ich zalety, takie jak niska cena czy duża pojemność, z powodzeniem bilansują ich niższą wydajność i trwałość. Dotyczy to większości zastosowań, nie licząc tych, gdzie wymagana jest rzeczywiście największa możliwa wydajność. Przy stosowaniu dysków SATA należy jednak zdawać sobie sprawę z ich ograniczeń konstrukcyjnych:

• Nie są one projektowane do wieloletniej ciągłej pracy. Po ok. 3 latach trzeba je wymienić, nawet jeżeli nie ulegną jeszcze awarii - wynika to ze stosowanego łożyskowania, które ulega zużyciu i ryzyko jednoczesnej awarii kilku dysków szybko rośnie.


• Ich wydajność mierzona w operacjach I/O na sekundę jest mniejsza niż SCSI czy FC. Dlatego ogólna wydajność macierzy z nich zbudowanej również będzie niższa.


• Mają znacznie wyższą awaryjność, nie tylko z powodu lżejszej konstrukcji. Ich kolejne generacje są wprowadzane bardzo szybko, często oprogramowanie firmware jest niedopracowane i niestabilne - potrafi zwrócić błąd interfejsu, nawet gdy dysk pracuje normalnie. Chociaż są też badania wskazujące na to, że dobrze wygrzane dyski Serial ATA mogą mieć poziom awaryjności zbliżony do napędów Fibre Channel.


• Paradoksalną wadą dysków SATA jest to, że są... duże. Z tego powodu czas odbudowy systemu RAID znacznie się wydłuża (coraz częściej trzeba go liczyć raczej w dniach niż godzinach), a co za tym idzie rośnie ryzyko jednoczesnego uszkodzenia drugiego dysku w tej samej grupie RAID i nieodwracalnej utraty danych.

Jak uniknąć awarii drugiego dysku? Nie zawsze musimy korzystać z konfiguracji RAID 6, aby ochronić się przed awarią drugiego dysku w macierzy dyskowej, podczas odbudowy pierwszego. Wystarczy pamiętać o tym, aby zapewnić jak najkrótszy czas procesu odbudowy pierwszego uszkodzonego dysku, minimalizując jednocześnie prawdopodobieństwo uszkodzenia drugiego. Można to zrobić na kilka sposobów: Używaj zapasowych dysków w macierzy z włączoną opcją automatycznej odbudowy. To nie przyspieszy procesu odbudowy, ale skróci czas pomiędzy awarią dysku i jego wymianą. Ustaw priorytet odbudowy na najwyższy poziom. To spowolni pracę aplikacji, ale skróci czas odbudowy. Zminimalizuj liczbę napędów w każdej macierzy. Im więcej napędów, tym większe prawdopodobieństwo uszkodzenia drugiego dysku. Im dłuższy jest prognozowany czas między awariami napędu (MTBF), tym mniejsze prawdopodobieństwo uszkodzenia dysku. Zawsze stosuj dyski z jak najdłuższym czasem MTBF. Używaj większej liczby mniej pojemnych dysków. Im większy dysk, tym dłuższy jest czas jego odbudowy, a tym samym większe ryzyko uszkodzenia drugiego dysku. Co więcej, małe dyski są dziś bardzo tanie, więc niski jest też koszt zapewnienia całkowicie zapasowego dysku.