لطالما كانت خوارزميات RAID معيارًا معترفًا به في مجال تخزين البيانات ، مما يوفر مؤشرات محددة مسبقًا للموثوقية وسرعة الوصول. على الرغم من عدم وجود الكثير من اختلافات RAID ، إلا أن الاختلافات الرئيسية في الوقت الحالي هي المستويات 1 و 5 و 6 (بالإضافة إلى دمجها مع مستوى الصفر). لكن تطورها الإضافي في شكل RAID EE سمح بزيادة مزاياها وتقليل بعض العيوب الموجودة.
بشكل عام ، فكرة RAID EE ليست جديدة. وتجسدت منذ فترة طويلة في عدد من وحدات التحكم. خذ على الأقل وحدات تحكم RAID الشائعة إلى حد ما من Adaptec. ومع ذلك ، من بين أنظمة تخزين البيانات ، لا يزال دعم هذه الخوارزميات نادرًا جدًا. شركة Qsan Technology التايوانية المصنعة للتخزين هي مجرد واحدة من القلائل الذين نفذوا القدرة على استخدام RAID EE في منتجاتهم (بدءًا من إصدار البرامج الثابتة 1.3.0).
ما فائدة RAID EE؟
الفرق الرئيسي بين EE والمستويات التقليدية هو تضمين قرص احتياطي احتياطي ساخن (أو عدة أقراص مرة واحدة) في مجموعة RAID. بمعنى آخر ، فإن البيانات الموجودة في المجموعة "تنتشر" ليس فقط من خلال الأقراص الرئيسية ، ولكن أيضًا من خلال القرص (الأقراص) الاحتياطية الساخنة بحيث تكون هناك كتل مجانية على كل قرص ، إجمالي حجمها يساوي حجم القرص (الأقراص) " احتياطي ساخن.
يمكن استخدام RAID EE للمستويات الكلاسيكية 5 و 6 ، وكذلك مجموعاتها بمستوى صفر (50 ، 60). على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك مخطط تخصيص كتلة للمستوى 5EE من 4 أقراص بالإضافة إلى Hot Spare.
في الرسم البياني ، P هي كتلة تماثل ، S هي كتلة Hot Spare. لنفترض أن محرك الأقراص 2 فشل في مجموعة.
نتيجة لذلك ، سيتم استعادة الكتل التي تحتوي على بيانات من القرص 2 إلى كتل Hot Spare.
بمجرد استبدال القرص الفاشل ، ستعود الكتل المنسوخة سابقًا إلى مكانها ، وستتوفر الكتل Hot Spare مرة أخرى لاحتياطي "ساخن".
يمكنك أيضًا إعطاء مثال على مخطط توزيع الكتلة للمستوى 60EE من 8 أقراص (مجموعتان 2 + 2) واثنين من الأقراص الاحتياطية الساخنة.
لاحظ أن أنظمة التخزين Qsan تدعم ما يصل إلى 8 محركات أقراص Hot Spare كجزء من مجموعة EE RAID واحدة ، مما يوفر مستوى غير مسبوق من حماية البيانات.
إن استخدام أقراص Hot Spare كجزء من مجموعة له عدد من المزايا مقارنة بالأقراص المخصصة. بادئ ذي بدء ، هو أن هذه الأقراص تشارك في عمليات القراءة / الكتابة ، وبالتالي زيادة الأداء العام لمجموعة RAID. بالطبع ، لن تكون زيادة سرعة الوصول مثيرة للإعجاب ، ولكنها مجانية تمامًا.
النقطة الثانية والأكثر أهمية هي تقليل كبير في وقت إعادة البناء. إذا أخذنا في الاعتبار المستويات التقليدية لـ RAID 5 أو 6 ، فعند حدوث فشل في القرص ، تبدأ عملية استعادة الكتل المفقودة إلى محرك النسخ الاحتياطي. في هذه الحالة ، ستعتمد سرعة الكتابة للكتل المستعادة على أداء قرص Hot Spare واحد. لا ننسى أيضًا عمليات الإدخال / الإخراج القياسية أثناء العمل مع الصفيف ، والذي يجب معالجته جنبًا إلى جنب مع عملية الاسترداد. كلما زاد عدد الأقراص في مجموعة وكلما زادت سعة كل قرص ، كلما استغرقت عملية إعادة البناء وقتًا أطول. ونتيجة لذلك ، يمكن أن تستغرق عملية الاسترداد على أقراص NL-SAS الهائلة عدة أيام ، يكون خلالها المصفوفة في حالة تدهور.
في حالة استخدام RAID EE ، ستكون عملية إعادة البناء أسرع. توجد قطع الغيار الساخنة على جميع أقراص المجموعة. وستحدث عملية الكتابة لهذه الكتل بالتوازي. بالطبع ، سيظل وقت الاسترداد يعتمد على حجم القرص في المجموعة والنشاط الحالي لعمليات الإدخال / الإخراج. لكن استخدام الكتابة الموازية للمناطق المحجوزة على الأقراص يمكن أن يقلل بشكل كبير من الوقت الذي تقضيه المصفوفة في الحالة المتدهورة. تجدر الإشارة إلى أن الزيادة في محركات الأقراص Hot Spare كجزء من مجموعة RAID EE يمكن أن تقلل وقت الاسترداد بشكل أكبر بسبب زيادة موازاة عمليات الكتابة لتحرير الكتل.
للتحقق من حقيقة أن وقت إعادة البناء تم تخفيضه ، تم إجراء عدد من الاختبارات. تم استخدام حجم صغير من 100 جيجابايت خصيصًا للحصول على نتائج في وقت عاقل.
قمنا باختبار Qsan XS5224-D مع واجهة iSCSI المتصلة بالخادم ، مما أدى إلى إنشاء الحمل باستخدام IOMeter. كانت محركات الأقراص المستخدمة 24 x Seagate Constellation ES ، ST500NM0001 ، 500 جيجابايت.
ملفات تعريف التحميل:
- نمط النسخ الاحتياطي (قراءة / كتابة متسلسلة ، 256 كيلوبايت (ميجابايت / ثانية))
- نمط الوصول إلى قاعدة البيانات (كما هو محدد بواسطة Intel / StorageReview.com ، 8 كيلو بايت ، قراءة 67٪ ، 100٪ عشوائي)
- نمط الوصول إلى خادم الملفات (كما هو محدد بواسطة Intel)
- خامل
مقارنة بين RAID5 و RADI5 EE
مقارنة بين RAID60 و RADI60 EE
استنادًا إلى الاختبارات ، يمكننا أن نستنتج أن تنفيذ RAID EE في تخزين Qsan يساعد حقًا على تقليل وقت الاسترداد. لكن هذا البيان صحيح فقط لتلك المواقف عندما تسود عمليات القراءة في طبيعة الحمل.
لا تنس أنه أثناء إعادة البناء ، يزداد احتمال فشل الأقراص الأخرى في المجموعة بشكل كبير بسبب الحمل المتزايد بشكل حاد عليها. لذلك ، يعد تقليل وقت الاسترداد أحد المعلمات الرئيسية لحفظ البيانات. تتيح لك إمكانية استخدام RAID EE فقط تحسين هذا الرقم. ولكن يمكنك تحقيق المزيد من الكفاءة إذا كنت تستخدم RAID EE في تخزين Qsan مع تقنية خاصة أخرى - Fast Rebuild ، التي تنسخ كتل البيانات المشغولة فقط. سيؤدي التخطيط الصحيح لمساحة التخزين إلى القضاء على المشكلات المحتملة في المستقبل. والترسانة الغنية بالفرص المتاحة من قبل الشركة المصنعة لأنظمة التخزين لن تؤدي إلا إلى زيادة جاذبية أنظمة التخزين هذه في نظر العميل.