يعد تنظيم مساحة قرص واحدة مهمة يمكن حلها بسهولة باستخدام وحدة تحكم RAID للأجهزة. ومع ذلك ، يجب عليك أولاً التعرف على ميزات استخدام وحدة التحكم هذه وإدارتها. سنتحدث عن هذا اليوم في مقالتنا.
تعد موثوقية وسرعة محركات الأقراص مصدر قلق لكل مسؤول النظام. على الرغم من تأكيدات الشركات المصنعة حول جودة أجهزتهم الخاصة - تستمر محركات الأقراص الصلبة ومحركات أقراص الحالة الثابتة في الفشل في الوقت الأكثر أهمية ، مما يؤدي إلى فقد البيانات الثمينة. تتيح تقنية SMART في معظم الحالات تقييم "صحة" محرك الأقراص ، لكن هذا لا يضمن استمرار محرك الأقراص في العمل بسلاسة.
من المستحيل التنبؤ بفشل محرك أقراص بدقة 100٪ ، لذلك يجب عليك التفكير في الخيار الذي لا يصبح فيه ذلك مشكلة أو تتسبب في توقف الخدمة. استخدام مصفوفات RAID يحل هذه المشكلة. النظر في النهج الرئيسية الثلاثة المستخدمة لهذه المهمة:
- يعد RAID Software الخيار الأقل تكلفة ، ولكنه أيضًا الأقل إنتاجية. يتم إنشاء مجموعة من نظام التشغيل ، يقع عبء معالجة البيانات بأكمله على أكتاف المعالج المركزي.
- تعد RAID المدمجة بالأجهزة المدمجة (والتي تُسمى أيضًا Fake-RAID) عبارة عن شريحة صغيرة مثبتة على اللوحة الأم ، والتي تأخذ جزءًا من وظيفة وحدة تحكم RAID للأجهزة ، وتعمل جنبًا إلى جنب مع المعالج المركزي. يعمل هذا النهج بشكل أسرع قليلاً من RAID الخاص بالبرنامج ، لكن موثوقية هذه الصفيف تترك الكثير مما هو مرغوب فيه.
- الجهاز RAID هو وحدة تحكم منفصلة مع معالجها الخاص وذاكرة التخزين المؤقت ، وتتولى كل عمليات القرص بالكامل. أغلى ، ومع ذلك ، فإن الخيار الأكثر إنتاجية وموثوقة للاستخدام.
دعونا نلقي نظرة على الأجهزة RAID بالتفصيل.
مظهر
لقد اخترنا حلول Adaptec من Microsemi. هذه هي وحدات تحكم RAID ذات قابلية الاستخدام الفائقة والأداء العالي. نقوم بتثبيتها إذا قرر عميلنا
طلب خادم للتكوين التعسفي أو الثابت.
لتوصيل الأقراص ، يتم استخدام كبلات واجهة خاصة. على جانب وحدة التحكم ، يتم
استخدام الموصلات
SFF8643 . يتيح لك كل كابل توصيل ما يصل إلى 4 محركات أقراص SAS أو SATA (حسب الطراز). بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي كبل الواجهة أيضًا على موصل
SFF-8485 ذي ثمانية أسنان لحافلة SGPIO ، والذي سنتحدث عن الغرض لاحقًا.
بالإضافة إلى وحدة تحكم RAID نفسها ، هناك نوعان من الأجهزة الإضافية التي يمكن أن تزيد من الموثوقية:
- BBU (وحدة النسخ الاحتياطي للبطارية) عبارة عن وحدة توسعة مع بطارية ليثيوم أيون تتيح لك الحفاظ على الجهد على شريحة ذاكرة التخزين المؤقت المتقلبة. في حالة حدوث تعتيم مفاجئ على الخادم ، فإن استخدامه يتيح لك حفظ محتويات ذاكرة التخزين المؤقت ، والتي لم تتم كتابتها بعد على الأقراص.
بمجرد استعادة مورد طاقة الخادم ، ستتم كتابة محتويات ذاكرة التخزين المؤقت على الأقراص في الوضع العادي. وفقًا للشركة المصنعة ، فإن البطارية المشحونة بالكامل قادرة على تخزين بيانات ذاكرة التخزين المؤقت لمدة 72 ساعة. - ZMCP (حماية ذاكرة التخزين المؤقت للصيانة) هي وحدة توسعة خاصة لوحدة التحكم RAID ، والتي لها ذاكرة غير متطايرة ومكثف فائق . في حالة حدوث عطل في طاقة الخادم ، يوفر supercapacitor الدائرة الصغيرة بطاقة كهربائية ، وهو ما يكفي لكتابة محتويات ذاكرة التخزين المؤقت المتطايرة إلى ذاكرة ZMCP NAND.
بعد استعادة طاقة الخادم ، ستتم كتابة محتويات ذاكرة التخزين المؤقت تلقائيًا على الأقراص. يتم تثبيت هذه الوحدات في خوادمنا مع جهاز تحكم RAID وحماية Cache.
هذا مهم بشكل خاص عند تمكين Writeback. في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، فلن يتم مسح محتويات ذاكرة التخزين المؤقت على الأقراص ، مما سيؤدي إلى فقد البيانات ، ونتيجة لذلك ، ستتعطل العملية المعتادة لصفيف القرص.
المواصفات الفنية
درجة الحرارة
أولاً ، أود أن أتطرق إلى شيء مهم مثل نظام درجة الحرارة لوحدات التحكم RAID لأجهزة Adaptec. جميعها مجهزة بمشعاعات سلبية صغيرة ، والتي يمكن أن تسبب انطباعًا خاطئًا عن تبديد صغير للحرارة.
تستورد الشركة المصنعة للتحكم 200 LFM (أقدام خطية في الدقيقة) كتدفق هواء موصى به ، والذي يتوافق مع 8.24 لتر في الثانية (أو 1.02 متر في الثانية). صُممت وحدات التحكم هذه حصريًا للتركيب في حالات حامل الرف ، حيث يتم إنشاء تدفق الهواء هذا بواسطة مبردات قياسية عالية السرعة.
من 0 درجة مئوية إلى 40-55 درجة مئوية - درجة حرارة التشغيل لمعظم وحدات تحكم Adaptec RAID (حسب توفر الوحدات النمطية المثبتة) ، الموصى بها من قبل الشركة المصنعة. درجة حرارة التشغيل القصوى للرقاقة هي 100 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي تشغيل وحدة التحكم في درجات حرارة مرتفعة (أكثر من 85 درجة مئوية) إلى إتلافها. من أجل الراحة ، أسفل المفسد نعطي لوحة من درجات الحرارة الموصى بها لسلسلة مختلفة من وحدات تحكم Adaptec.
لا يتعين على عملائنا القلق بشأن ارتفاع درجة حرارة وحدات التحكم ، لأن مراكز البيانات لدينا تحافظ على
نظام درجة حرارة ثابتة ، ويراعي تجميع خوادم التكوين التعسفي ميزات هذه المكونات (كما ذكرنا في مقالتنا
السابقة ).
سرعة العمل
من أجل توضيح كيف يساعد توفر وحدة تحكم RAID للأجهزة في زيادة سرعة الخادم ، قررنا تجميع مقعد اختبار مع التكوين التالي:
- Intel Xeon CPU E3-1230v5؛
- RAM 16 جيجابايت DDR4 2133 ECC ؛
- 4 محركات أقراص صلبة بسعة 1 تيرابايت.
سيتم تثبيت نظام التشغيل CentOS 7. سوف يأخذ دور تطبيق الخادم على 1C Bitrix24. أولاً ، سنقوم ببناء برنامج RAID باستخدام mdadm وقياس الأداء باستخدام الاختبار المدمج في Bitrix24. نحن لا نقوم بإجراء أي تغييرات أو إعدادات إضافية على النظام - تم تثبيت التكوين التجريبي بالإعدادات الافتراضية.
ثم سنضع وحدة التحكم Adaptec ASR 7805 RAID مع وحدة حماية ذاكرة التخزين المؤقت AFM-700 في نفس الحامل ، ونربط نفس محركات الأقراص الصلبة بها ونجري نفس الاختبار بالضبط.
مع برنامج RAID
ميزة بلا شك من RAID البرنامج هو سهولة الاستخدام. يتم إنشاء مجموعة في Linux باستخدام الأداة المساعدة mdadm القياسية. عند تثبيت نظام التشغيل ، يتم توفير الصفيف في أغلب الأحيان مباشرةً من المثبت. في حالة عدم توفر برنامج التثبيت هذه الفرصة ، يكفي الانتقال إلى وحدة التحكم التالية باستخدام تركيبة المفاتيح Ctrl + Alt + F2 (حيث يكون رقم مفتاح الوظيفة هو رقم tty المدعو).
إنشاء مجموعة بسيط للغاية. يبحث
الأمر fdisk -l عن الأقراص الموجودة في النظام. في حالتنا ، هذه هي 4 أقراص:
/dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd
تحقق من عدم وجود بيانات تعريف على الأقراص ، على سبيل المثال ، من الصفيف السابق:
mdadm --examine /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd
على جميع الأقراص الأربعة يجب أن تكون هناك رسالة:
mdadm: No md superblock detected
إذا كانت هناك بيانات أولية على قرص واحد أو عدة أقراص ، فيمكنك حذفها كما يلي (حيث يكون sdx هو القرص المطلوب):
mdadm --zero-superblock /dev/sdX
إنشاء أقسام على كل قرص لصفيف المستقبل باستخدام
fdisk . يجب أن يكون نوع القسم
fd (الكشف التلقائي لنظام Linux RAID) .
fdisk /dev/sdX
نقوم بتجميع مجموعة RAID 10 من الأقسام التي تم إنشاؤها باستخدام الأمر:
mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
بعد ذلك مباشرةً ، سيتم إنشاء مجموعة / dev / md0 وستبدأ عملية إعادة إنشاء البيانات الموجودة على الأقراص. لتتبع الحالة الحالية للعملية ، أدخل:
cat /proc/mdstat
حتى يتم الانتهاء من عملية إعادة بناء البيانات ، سيتم تقليل سرعة صفيف القرص.
بعد تثبيت نظام التشغيل و Bitrix24 على الصفيف الذي تم إنشاؤه ، أطلقنا الاختبار القياسي وحصلنا على النتائج التالية:
مع RAID الأجهزة
قبل أن يتمكن الخادم من استخدام مساحة القرص الفردية لصفيف RAID ، من الضروري إجراء التكوين الأساسي لوحدة التحكم ومحركات الأقراص المنطقية. هناك طريقتان للقيام بذلك:
- باستخدام أداة التحكم الداخلية ،
- فائدة من نظام التشغيل.
الطريقة الأولى مثالية للإعداد الأولي. يتم تسجيل الدخول إلى الأداة المساعدة في الوضع القديم (الوضع الافتراضي للخوادم الخاصة بنا) باستخدام مجموعة المفاتيح CTRL + A عندما يظهر إشعار أثناء عملية تهيئة POST.
الأداة المساعدة لا تسمح فقط بالتحكم في إعدادات وحدة التحكم ، ولكن أيضًا تسمح بالأجهزة المنطقية. نقوم بتهيئة الأقراص الفعلية (سيتم إتلاف جميع المعلومات الموجودة على الأقراص أثناء التهيئة) وإنشاء صفيف RAID-10 باستخدام قسم إنشاء مجموعة. عند الإنشاء ، سيطلب النظام حجم الشريط المطلوب ، أي حجم كتلة البيانات لعملية إدخال / إخراج واحدة:
- حجم الشريط الأكبر مثالي للعمل مع الملفات الكبيرة ؛
- حجم الشريط الصغير مناسب لمعالجة عدد كبير من الملفات الصغيرة.
هام - يتم تعيين حجم الشريط مرة واحدة فقط (عند إنشاء المصفوفة) ولا يمكن تغيير هذه القيمة في المستقبل.
مباشرة بعد إعطاء وحدة التحكم أمر إنشاء مجموعة ، وكذلك مع برنامج RAID ، تبدأ عملية إعادة بناء البيانات على الأقراص. تعمل هذه العملية في الخلفية ، ويكون محرك الأقراص المنطقي متاحًا على الفور لنظام BIOS. سيتم أيضًا تقليل أداء النظام الفرعي للقرص حتى تكتمل العملية. إذا تم إنشاء العديد من المصفوفات ، فمن الضروري تحديد مجموعة التمهيد باستخدام اختصار لوحة المفاتيح
Ctrl + B.بعد تغيير حالة الصفيف إلى
Optimal ، قمنا بتثبيت Bitrix24 وأجرينا نفس الاختبار بالضبط. نتيجة الاختبار:
يصبح من الواضح على الفور أن وحدة تحكم RAID للأجهزة تسرع عمليات القراءة والكتابة إلى وسائط القرص من خلال استخدام ذاكرة التخزين المؤقت ، والتي تتيح معالجة أسرع لطلبات المستخدمين الجماعية.
إدارة المراقب المالي
مباشرة من نظام التشغيل ، يتم التحكم في جهاز التحكم باستخدام برنامج متاح للتنزيل
من موقع الشركة المصنعة على الويب . تتوفر خيارات لمعظم أنظمة التشغيل وبرامج Hypervisor:
- ديبيان،
- أوبونتو،
- ريد هات لينكس ،
- فيدورا،
- سوزي لينكس ،
- فري،
- سولاريس،
- مايكروسوفت ويندوز
- سيتريكس XenServer ،
- برنامج VMware ESXi
توزيعات Linux الأخرى لديها أيضًا رموز مصدر برنامج التشغيل المتوفرة. بالإضافة إلى برامج التشغيل والأداة المساعدة ARCCONF ، توفر الشركة المصنعة أيضًا برنامجًا بواجهة رسومية للتحكم المريح بوحدة التحكم - maxView Storage Manager.
باستخدام هذه الأدوات المساعدة ، دون مقاطعة الخادم ، يمكنك بسهولة إدارة الأقراص المنطقية والمادية. يمكنك أيضًا استخدام وظيفة مفيدة مثل "تمييز القرص". لقد ذكرنا بالفعل الكبل الخامس لتوصيل SGPIO - هذا الكبل يتصل مباشرة باللوحة الخلفية (من لوحة الكترونية معززة باللغة الإنجليزية - لوحة التوصيل لمحركات الخادم) ويسمح لجهاز التحكم RAID بالتحكم الكامل في إشارة الضوء لكل قرص.
ضع في اعتبارك أن الطائرات الخلفية تدعم ليس فقط SGPIO ، ولكن أيضًا I2C. غالبًا ما يتم التبديل بين هذه الأوضاع باستخدام لاعبا على لوحة الكترونية معززة نفسها.
كل جهاز متصل بوحدة التحكم RAID لجهاز Adaptec يتم تعيين معرف يتكون من رقم قناة ورقم قرص فعلي. تتوافق أرقام القنوات مع أرقام المنافذ على وحدة التحكم.
استبدال القرص عملية منتظمة ، ومع ذلك ، تتطلب تحديدًا لا لبس فيه. إذا ارتكبت خطأ أثناء هذه العملية ، يمكنك فقد البيانات ومقاطعتها. مع وحدة تحكم RAID للأجهزة ، يكون هذا الخطأ نادر الحدوث.
يتم ذلك ببساطة شديدة:
- مطلوب قائمة محركات الأقراص المعينة إلى وحدة التحكم:
arcconf getconfig 1
- تم العثور على قرص يتطلب استبداله ، ويتم تسجيل "إحداثياته" (المعلمة القناة المبلغ عنها ، الجهاز (T: L) ).
- يتم تمييز القرص باستخدام الأمر:
arcconf identify 1 device 0 0
سوف تعطي وحدة التحكم أمر لوحة الكترونية معززة ، وسيبدأ يومض مصباح LED المرغوب في وضع وميض بلون مختلف عن لون العمل القياسي.
على سبيل المثال ، على منصات Supermicro ، تكون عملية القرص العادية باللون الأخضر أو الأزرق ، وسيومض القرص "المميز" باللون الأحمر. يستحيل خلط الأقراص في هذه الحالة ، مما سيسمح بتجنب الأخطاء بسبب العامل البشري.
تكوين التخزين المؤقت
الآن بضع كلمات حول خيارات العمل في ذاكرة التخزين المؤقت للكتابة. خيار
الكتابة من خلال يعني أن وحدة التحكم تخبر نظام التشغيل عن نجاح عملية الكتابة فقط بعد أن تتم كتابة البيانات بالفعل على الأقراص. هذا يزيد من موثوقية أمان البيانات ، لكنه لا يزيد الإنتاجية.
لتحقيق أقصى سرعة ، يجب عليك استخدام خيار
Write Back . باستخدام نظام التشغيل هذا ، ستقوم وحدة التحكم بإبلاغ نظام التشغيل بعملية IO الناجحة فور وصول البيانات إلى ذاكرة التخزين المؤقت.
مهم - عند استخدام Write Back ، يوصى بشدة باستخدام وحدة BBU أو ZMCP ، لأنه بدونها ، أثناء انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ ، قد يتم فقد بعض البيانات.
رصد الإعداد
تعتبر مسألة مراقبة حالة الجهاز وإمكانية الإخطار حادة جدًا لأي مسؤول نظام. لتكوين "حزمة" Zabbix ووحدة التحكم Adaptec RAID ، نوصي باستخدام
الحلول المذكورة .
غالبًا ما تحتاج إلى مراقبة حالة وحدة التحكم مباشرةً من برنامج hypervisor ، على سبيل المثال ، VMware ESXi. يتم حل المشكلة عن طريق تثبيت موفر CIM باستخدام
تعليمات Microsemi .
إدراج
تنشأ الحاجة إلى البرامج الثابتة للتحكم في RAID في أغلب الأحيان لإصلاح المشكلات التي حددتها الشركة المصنعة أثناء تشغيل الجهاز. على الرغم من أن البرنامج الثابت متاح للتحديث الذاتي ، يجب التعامل مع هذه العملية بمسؤولية كبيرة ، خاصة إذا تم تنفيذ الإجراء على نظام "قتالي".
إذا احتاج عميلنا إلى تغيير إصدار البرنامج الثابت لجهاز التحكم ، فعليه فقط
إنشاء تذكرة في لوحة التحكم الخاصة بنا. سيقوم مهندسو النظام بوميض وحدة تحكم RAID إلى الإصدار المطلوب في الوقت المحدد ويقومون بذلك بشكل صحيح قدر الإمكان.
مهم - يجب ألا تؤدي إلى وميض نفسك ، لأن أي خطأ يمكن أن يؤدي إلى فقدان البيانات!
استنتاج
يتم تبرير استخدام وحدة تحكم RAID للأجهزة في معظم الحالات عندما تكون السرعة والموثوقية العالية للنظام الفرعي للقرص مطلوبة.
سيقوم مهندسو نظام Selectel بإجراء التكوين الأساسي لصفيف القرص على وحدة تحكم RAID للأجهزة مجانًا عند طلب خادم التكوين التعسفي. في حالة الحاجة إلى مساعدة إضافية في التهيئة ، سنكون سعداء للمساعدة كجزء من
خدمة الإدارة لدينا. أيضًا ، أعددنا لقرائنا
مذكرة صغيرة حول أوامر الأداة المساعدة arcconf.
هل تستخدم أجهزة التحكم RAID؟ نراكم في التعليقات.