हार्डवेयर RAID: उपयोग सुविधाएँ

एकल डिस्क स्थान को व्यवस्थित करना एक ऐसा कार्य है जिसे हार्डवेयर RAID नियंत्रक का उपयोग करके आसानी से हल किया जा सकता है। हालांकि, आपको पहले ऐसे नियंत्रक का उपयोग करने और प्रबंधित करने की सुविधाओं से खुद को परिचित करना चाहिए। हम आज अपने लेख में इस बारे में बात करेंगे।

डिस्क ड्राइव की विश्वसनीयता और गति हर सिस्टम प्रशासक के लिए चिंता का विषय है। अपने स्वयं के उपकरणों की गुणवत्ता के बारे में निर्माताओं के आश्वासन के बावजूद - एचडीडी और एसएसडी कीमती डेटा खोते हुए सबसे अधिक समय पर जारी रखने में विफल रहते हैं। स्मार्ट तकनीक ज्यादातर मामलों में ड्राइव के "स्वास्थ्य" का मूल्यांकन करना संभव बनाता है, लेकिन यह गारंटी नहीं देता है कि ड्राइव सुचारू रूप से काम करना जारी रखेगा।

100% सटीकता के साथ ड्राइव की विफलता की भविष्यवाणी करना असंभव है, इसलिए आपको उस विकल्प पर विचार करना चाहिए जिसमें यह समस्या नहीं बनती है या सेवा बंद हो जाती है। RAID सरणियों का उपयोग इस समस्या को हल करता है। इस कार्य के लिए उपयोग किए जाने वाले तीन मुख्य दृष्टिकोणों पर विचार करें:

• सॉफ्टवेयर RAID सबसे कम महंगा विकल्प है, लेकिन कम से कम उत्पादक भी है। सरणी ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा बनाई गई है, संपूर्ण डेटा प्रोसेसिंग का बोझ केंद्रीय प्रोसेसर के कंधों पर पड़ता है।
• एकीकृत हार्डवेयर RAID (जिसे अक्सर फेक-आरडी भी कहा जाता है) मदरबोर्ड पर स्थापित एक माइक्रोचिप है, जो हार्डवेयर प्रोसेसर की कार्यक्षमता का हिस्सा लेता है, जो केंद्रीय प्रोसेसर के साथ मिलकर काम करता है। यह दृष्टिकोण सॉफ़्टवेयर RAID की तुलना में थोड़ा तेज़ काम करता है, लेकिन इस तरह की सरणी की विश्वसनीयता वांछित होने के लिए बहुत कुछ छोड़ देती है।
• हार्डवेयर RAID अपने स्वयं के प्रोसेसर और कैशिंग मेमोरी के साथ एक अलग नियंत्रक है, जो पूरी तरह से सभी डिस्क संचालन को लेता है। हालांकि, सबसे महंगा, उपयोग करने के लिए सबसे अधिक उत्पादक और विश्वसनीय विकल्प।

आइए हार्डवेयर RAID को विस्तार से देखें।

दिखावट

हमने माइक्रोसेमी से एडेप्टेक समाधानों का चयन किया है। ये साबित प्रयोज्य और उच्च प्रदर्शन के साथ RAID नियंत्रक हैं। यदि हमारे ग्राहक ने मनमाना या निश्चित कॉन्फ़िगरेशन का सर्वर ऑर्डर करने का फैसला किया है तो हम उन्हें स्थापित करते हैं।



डिस्क कनेक्ट करने के लिए, विशेष इंटरफ़ेस केबल का उपयोग किया जाता है। नियंत्रक पक्ष पर, SFF8643 कनेक्टर्स का उपयोग किया जाता है । प्रत्येक केबल आपको 4 एसएएस या एसएटीए ड्राइव (मॉडल के आधार पर) से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, इंटरफ़ेस केबल में SGPIO बस के लिए आठ-पिन SFF-8485 कनेक्टर भी है, जिसके बारे में हम थोड़ी देर बाद उद्देश्य के बारे में बात करेंगे।

RAID नियंत्रक के अलावा, दो अतिरिक्त डिवाइस हैं जो विश्वसनीयता बढ़ा सकते हैं:

• BBU (बैटरी बैकअप यूनिट) लिथियम आयन बैटरी के साथ एक विस्तार मॉड्यूल है जो आपको अस्थिर कैश चिप पर वोल्टेज बनाए रखने की अनुमति देता है। सर्वर के अचानक ब्लैकआउट होने की स्थिति में, इसका उपयोग आपको अस्थायी रूप से कैश की सामग्री को बचाने की अनुमति देता है, जिसे अभी तक डिस्क पर नहीं लिखा गया है।
  
  जैसे ही सर्वर की बिजली आपूर्ति बहाल हो जाती है, कैश की सामग्री को सामान्य मोड में डिस्क पर लिख दिया जाएगा। निर्माता के अनुसार, एक पूरी तरह से चार्ज की गई बैटरी 72 घंटों के लिए कैश डेटा संग्रहीत करने में सक्षम है।
• ZMCP (Zero-Maintenance Cache Protection) RAID नियंत्रक के लिए एक विशेष विस्तार मॉड्यूल है, जिसकी अपनी गैर-वाष्पशील मेमोरी और सुपरकैपेसिटर है। एक सर्वर बिजली की विफलता की स्थिति में, सुपरकैपेसिटर माइक्रोक्रिसिट को विद्युत शक्ति प्रदान करता है, जो कि ZMCP NAND मेमोरी में वाष्पशील कैश मेमोरी की सामग्री को लिखने के लिए पर्याप्त है।
  
  सर्वर की शक्ति बहाल होने के बाद, कैश की सामग्री को स्वचालित रूप से डिस्क पर लिखा जाएगा। ये मॉड्यूल हमारे सर्वर में हार्डवेयर RAID-नियंत्रक और कैश सुरक्षा के साथ स्थापित किए गए हैं।

यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब राइटबैक सक्षम हो। बिजली की विफलता की स्थिति में, कैश सामग्री को डिस्क में प्रवाहित नहीं किया जाएगा, जिससे डेटा हानि होगी और परिणामस्वरूप, डिस्क सरणी का नियमित संचालन बाधित हो जाएगा।

तकनीकी विनिर्देश

तापमान

सबसे पहले, मैं Adaptec हार्डवेयर RAID नियंत्रकों के तापमान शासन के रूप में इस तरह के एक महत्वपूर्ण बात को छूना चाहूंगा। वे सभी छोटे निष्क्रिय रेडिएटर्स से लैस हैं, जो एक छोटे से गर्मी लंपटता की गलत छाप पैदा कर सकता है।

नियंत्रक निर्माता अनुशंसित एयरफ्लो मूल्य के रूप में 200 एलएफएम (प्रति मिनट रैखिक पैर) का हवाला देता है, जो 8.24 लीटर प्रति सेकंड (या 1.02 मीटर प्रति सेकंड) के एक संकेतक से मेल खाती है। ऐसे नियंत्रकों को विशेष रूप से रैकमाउंट मामलों में स्थापना के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहां इस तरह के वायु प्रवाह को उच्च गति वाले मानक कूलर द्वारा बनाया जाता है।

0 ° C से 40-55 ° C तक - निर्माता द्वारा अनुशंसित अधिकांश Adaptec RAID नियंत्रकों (स्थापित मॉड्यूल की उपलब्धता के आधार पर) का ऑपरेटिंग तापमान। चिप का अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 100 ° C है। ऊंचे तापमान (85 डिग्री सेल्सियस से अधिक) पर नियंत्रक का संचालन इसे नुकसान पहुंचा सकता है। सुविधा के लिए, स्पॉइलर के नीचे हम Adaptec नियंत्रकों की विभिन्न श्रृंखलाओं के लिए अनुशंसित तापमान की एक प्लेट देते हैं।


हमारे ग्राहकों को नियंत्रकों के ओवरहीटिंग के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है, क्योंकि हमारे डेटा केंद्र एक निरंतर तापमान व्यवस्था बनाए रखते हैं, और मनमाने ढंग से कॉन्फ़िगरेशन सर्वर की असेंबली ऐसे घटकों की सुविधाओं को ध्यान में रखती है (जैसा कि हमने अपने पिछले लेख में उल्लेख किया है)।

काम की गति

यह दिखाने के लिए कि हार्डवेयर RAID नियंत्रक की उपलब्धता सर्वर की गति को बढ़ाने में कैसे मदद करती है, हमने निम्नलिखित कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक परीक्षण बेंच को इकट्ठा करने का निर्णय लिया:

• इंटेल एक्सोन सीपीयू E3-1230v5;
• रैम 16 जीबी डीडीआर 4 2133 ईसीसी;
• 1 टीबी की क्षमता के साथ 4 एचडीडी।

ऑपरेटिंग सिस्टम स्थापित किया जाएगा CentOS 7. सर्वर अनुप्रयोग की भूमिका 1C Bitrix24 पर ले जाएगा। सबसे पहले, हम एक सॉफ्टवेयर का निर्माण करेंगे RAID mdadm का उपयोग करते हुए और बिट्रिक्स 24 में अंतर्निहित परीक्षण का उपयोग करके प्रदर्शन को मापते हैं। हम विशेष रूप से सिस्टम में कोई परिवर्तन या अतिरिक्त सेटिंग नहीं करते हैं - डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स वाला एक डेमो कॉन्फ़िगरेशन स्थापित है।

फिर हम एडाप्टेक ASR 7805 RAID कंट्रोलर को AFM-700 कैश प्रोटेक्शन मॉड्यूल के साथ एक ही स्टैंड में रखेंगे, इसमें एक ही हार्ड ड्राइव कनेक्ट करें और एक ही टेस्ट करें।

सॉफ्टवेयर के साथ RAID

सॉफ़्टवेयर RAID का निस्संदेह लाभ उपयोग में आसानी है। लिनक्स में एक सरणी मानक mdadm उपयोगिता का उपयोग करके बनाई गई है। ऑपरेटिंग सिस्टम को स्थापित करते समय, सबसे अधिक बार एक सरणी का निर्माण सीधे इंस्टॉलर से प्रदान किया जाता है। मामले में जब इंस्टॉलर इस तरह का अवसर प्रदान नहीं करता है, यह कुंजी संयोजन Ctrl + Alt + F2 (जहां फ़ंक्शन कुंजी की संख्या को तथाकथित ट्टी की संख्या है) का उपयोग करके अगले कंसोल पर जाने के लिए पर्याप्त है।

एक सरणी बनाना बहुत सरल है। Fdisk -l कमांड दिखता है कि सिस्टम में कौन से डिस्क मौजूद हैं। हमारे मामले में, ये 4 डिस्क हैं:

/dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd 

जांचें कि डिस्क पर कोई मेटाडेटा नहीं है, उदाहरण के लिए, पिछले सरणी से:

 mdadm --examine /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd 

सभी 4 डिस्क पर एक संदेश होना चाहिए:

 mdadm: No md superblock detected 

यदि एक या कई डिस्क पर मेटाडेटा है, तो आप उन्हें निम्नानुसार हटा सकते हैं (जहां sdX आवश्यक डिस्क है):

 mdadm --zero-superblock /dev/sdX 

Fdisk का उपयोग करके भविष्य की सरणी के लिए प्रत्येक डिस्क पर विभाजन बनाएं। विभाजन प्रकार fd (लिनक्स RAID ऑटोडेटक्ट) होना चाहिए।

 fdisk /dev/sdX 

हम कमांड का उपयोग करके निर्मित विभाजन से RAID 10 सरणी एकत्र करते हैं:

 mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 

उसके तुरंत बाद, / dev / md0 सरणी बनाई जाएगी और डिस्क पर डेटा के पुनर्निर्माण की प्रक्रिया शुरू हो जाएगी। प्रक्रिया की वर्तमान स्थिति को ट्रैक करने के लिए, दर्ज करें:

 cat /proc/mdstat 

जब तक डेटा के पुनर्निर्माण की प्रक्रिया पूरी नहीं हो जाती, तब तक डिस्क सरणी की गति कम हो जाएगी।

निर्मित सरणी पर ऑपरेटिंग सिस्टम और Bitrix24 स्थापित करने के बाद, हमने मानक परीक्षण शुरू किया और निम्नलिखित परिणाम प्राप्त किए:

हार्डवेयर के साथ RAID

इससे पहले कि सर्वर RAID सरणी के एकल डिस्क स्थान का उपयोग कर सकता है, नियंत्रक और तार्किक ड्राइव के मूल कॉन्फ़िगरेशन को निष्पादित करना आवश्यक है। ऐसा करने के दो तरीके हैं:

• आंतरिक नियंत्रक उपयोगिता का उपयोग करना,
• ऑपरेटिंग सिस्टम से उपयोगिता।

शुरुआती सेटअप के लिए पहला तरीका आदर्श है। लिगेसी मोड में उपयोगिता में लॉगिंग (हमारे सर्वर के लिए डिफ़ॉल्ट मोड) CTRL + A कुंजी संयोजन का उपयोग करके किया जाता है जब एक नोट POST आरंभीकरण प्रक्रिया के दौरान दिखाई देता है।



उपयोगिता न केवल नियंत्रक सेटिंग्स को नियंत्रित करने की अनुमति देती है, बल्कि तार्किक उपकरण भी है। हम भौतिक डिस्क को आरंभीकृत करते हैं (आरंभीकरण के दौरान डिस्क पर सभी जानकारी नष्ट हो जाएगी) और बनाएँ सरणी अनुभाग का उपयोग करके RAID-10 सरणी बनाएं। बनाते समय, सिस्टम वांछित पट्टी आकार का अनुरोध करेगा, अर्थात, एक I / O ऑपरेशन के लिए डेटा ब्लॉक का आकार:

• बड़ी पट्टियों का आकार बड़ी फ़ाइलों के साथ काम करने के लिए आदर्श है;
• छोटी पट्टी का आकार बड़ी संख्या में छोटी फ़ाइलों को संसाधित करने के लिए उपयुक्त है।

महत्वपूर्ण - पट्टी का आकार केवल एक बार सेट किया जाता है (सरणी बनाते समय) और इस मान को भविष्य में नहीं बदला जा सकता है।

कंट्रोलर को एक सरणी बनाने के लिए कमांड दिए जाने के तुरंत बाद, साथ ही साथ सॉफ्टवेयर RAID के साथ, डिस्क पर डेटा के पुनर्निर्माण की प्रक्रिया शुरू होती है। यह प्रक्रिया पृष्ठभूमि में चलती है, और तार्किक ड्राइव BIOS में तुरंत पहुंच योग्य है। प्रक्रिया पूरी होने तक डिस्क सबसिस्टम का प्रदर्शन भी कम हो जाएगा। यदि कई सरणियों का निर्माण किया गया था, तो कीबोर्ड शॉर्टकट Ctrl + B का उपयोग करके बूट ऐरे को निर्धारित करना आवश्यक है ।

सरणी की स्थिति ऑप्टिमल में बदल जाने के बाद, हमने बिट्रिक्स 24 को स्थापित किया और ठीक उसी परीक्षण का प्रदर्शन किया। परीक्षा परिणाम:



यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है कि हार्डवेयर RAID नियंत्रक कैश के उपयोग के माध्यम से डिस्क मीडिया में संचालन को पढ़ने और लिखने में तेजी लाता है, जो बड़े पैमाने पर लोगों के अनुरोधों के तेजी से प्रसंस्करण की अनुमति देता है।

नियंत्रक प्रबंधन

ऑपरेटिंग सिस्टम से सीधे, निर्माता की वेबसाइट से डाउनलोड के लिए उपलब्ध सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके नियंत्रक को नियंत्रित किया जाता है। अधिकांश ऑपरेटिंग सिस्टम और हाइपरविजर के लिए विकल्प उपलब्ध हैं:

• डेबियन,
• ubuntu,
• Red Hat Linux,
• फेडोरा,
• SuSE Linux,
• FreeBSD,
• सोलारिस,
• माइक्रोसॉफ्ट विंडोज
• Citrix XenServer,
• VMware ESXi

अन्य लिनक्स वितरण में ड्राइवर स्रोत कोड भी उपलब्ध हैं। ड्राइवरों और कंसोल उपयोगिता ARCCONF के अलावा, निर्माता नियंत्रक के सुविधाजनक नियंत्रण के लिए एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस के साथ एक प्रोग्राम भी प्रदान करता है - अधिकतम व्यू स्टोरेज मैनेजर।

इन उपयोगिताओं का उपयोग करना, सर्वर को बाधित किए बिना, आप आसानी से तार्किक और भौतिक डिस्क का प्रबंधन कर सकते हैं। आप इस तरह की उपयोगी कार्यक्षमता का उपयोग "डिस्क हाइलाइटिंग" के रूप में भी कर सकते हैं। हमने एसजीपीआईओ को जोड़ने के लिए पहले से ही पांचवीं केबल का उल्लेख किया है - यह केबल सीधे बैकप्लेन (अंग्रेजी बैकप्लेन से - सर्वर ड्राइव के लिए कनेक्शन बोर्ड) से जुड़ता है और RAID नियंत्रक को प्रत्येक डिस्क के प्रकाश संकेत को पूरी तरह से नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

ध्यान रखें कि बैकप्लेन न केवल SGPIO, बल्कि I2C का भी समर्थन करता है। इन तरीकों के बीच स्विचिंग अक्सर बैकप्लेन पर ही जंपर्स का उपयोग करके की जाती है।

Adaptec हार्डवेयर RAID नियंत्रक से जुड़ा प्रत्येक उपकरण एक पहचानकर्ता को एक चैनल संख्या और एक भौतिक डिस्क संख्या से युक्त होता है। चैनल संख्या नियंत्रक पर पोर्ट संख्याओं के अनुरूप है।

डिस्क प्रतिस्थापन एक नियमित ऑपरेशन है, हालांकि, अस्वाभाविक पहचान की आवश्यकता होती है। यदि आप इस ऑपरेशन के दौरान गलती करते हैं, तो आप डेटा खो सकते हैं और सर्वर को बाधित कर सकते हैं। हार्डवेयर RAID नियंत्रक के साथ, ऐसी त्रुटि दुर्लभ है।

यह बहुत सरलता से किया जाता है:

1. नियंत्रक को मैप की गई ड्राइव की सूची का अनुरोध किया गया है:
   
   

    arcconf getconfig 1 

2. एक डिस्क पाया जाता है जिसे प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, और इसके "निर्देशांक" दर्ज किए जाते हैं (पैरामीटर रिपोर्ट किए गए चैनल, डिवाइस (टी: एल) )।
   
   
   
3. डिस्क को कमांड के साथ "हाइलाइट किया गया" है:
   
   

    arcconf identify 1 device 0 0 

   
   

नियंत्रक उपयुक्त बैकप्लेन कमांड देगा, और वांछित ड्राइव का एलईडी मानक काम करने वाले एक से अलग रंग में समान रूप से ब्लिंक करना शुरू कर देगा।

उदाहरण के लिए, सुपरमाइक्रो प्लेटफ़ॉर्म पर, नियमित डिस्क ऑपरेशन हरा या नीला होता है, और "हाइलाइटेड" डिस्क लाल रंग की ब्लिंक होगी। इस मामले में डिस्क को मिलाना असंभव है, जो मानव कारक के कारण त्रुटियों से बचने की अनुमति देगा।

कैशिंग कॉन्फ़िगर करें

अब राइट कैश के काम करने के विकल्पों के बारे में कुछ शब्द। ऑप्शन थ्रू विकल्प का मतलब है कि नियंत्रक ऑपरेटिंग सिस्टम को राइट ऑपरेशन की सफलता के बारे में बताता है जब डेटा वास्तव में डिस्क को लिखा गया है। इससे डेटा सुरक्षा की विश्वसनीयता बढ़ जाती है, लेकिन उत्पादकता में वृद्धि नहीं होती है।

अधिकतम गति प्राप्त करने के लिए, आपको बैक बैक विकल्प का उपयोग करना होगा। ऑपरेशन की इस योजना के साथ, नियंत्रक कैश में डेटा आने के तुरंत बाद सफल आईओ ऑपरेशन के ऑपरेटिंग सिस्टम को सूचित करेगा।

महत्वपूर्ण - राइट बैक का उपयोग करते समय, यह एक BBU या ZMCP मॉड्यूल का उपयोग करने के लिए अत्यधिक अनुशंसित है, क्योंकि इसके बिना, अचानक बिजली आउटेज के दौरान, कुछ डेटा खो सकता है।

मॉनिटरिंग सेटअप

उपकरण की स्थिति और अधिसूचना की संभावना की निगरानी का मुद्दा किसी भी सिस्टम व्यवस्थापक के लिए काफी तीव्र है। Zabbix और Adaptec RAID नियंत्रक के "बंडल" को कॉन्फ़िगर करने के लिए, हम सूचीबद्ध समाधानों का उपयोग करने की सलाह देते हैं ।

अक्सर, आपको हाइपरविज़र से सीधे नियंत्रक की स्थिति की निगरानी करने की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, वीएमवेयर ईएसएक्सआई। माइक्रोसेमी निर्देश का उपयोग करके सीआईएम प्रदाता को स्थापित करके समस्या का समाधान किया जाता है।

प्रविष्टि

डिवाइस के संचालन के साथ निर्माता द्वारा पहचानी गई समस्याओं को ठीक करने के लिए RAID-नियंत्रक फर्मवेयर की आवश्यकता सबसे अधिक बार उठती है। इस तथ्य के बावजूद कि फर्मवेयर स्वयं-अद्यतन के लिए उपलब्ध है, इस ऑपरेशन को बहुत जिम्मेदारी से संपर्क किया जाना चाहिए, खासकर अगर प्रक्रिया "मुकाबला" प्रणाली पर की जाती है।

यदि हमारे क्लाइंट को नियंत्रक फर्मवेयर संस्करण को बदलने की आवश्यकता है, तो उसे बस हमारे नियंत्रण कक्ष में एक टिकट बनाने की आवश्यकता है । सिस्टम इंजीनियर निर्दिष्ट समय पर आवश्यक संस्करण के लिए RAID नियंत्रक को फ्लैश करेगा और इसे यथासंभव सही तरीके से करेगा।

महत्वपूर्ण - आपको अपने आप को चमकता प्रदर्शन नहीं करना चाहिए, क्योंकि किसी भी त्रुटि के कारण डेटा हानि हो सकती है!

निष्कर्ष

हार्डवेयर RAID नियंत्रक का उपयोग करना ज्यादातर मामलों में उचित है जब डिस्क सबसिस्टम की उच्च गति और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।

चयनकर्ता सिस्टम इंजीनियर मनमाना विन्यास के सर्वर का आदेश देते समय हार्डवेयर RAID नियंत्रक पर डिस्क सरणी का मूल विन्यास करेंगे। इस घटना में कि कॉन्फ़िगरेशन के साथ अतिरिक्त सहायता की आवश्यकता है, हम अपने प्रशासन सेवा के हिस्से के रूप में मदद करने में प्रसन्न होंगे। इसके अलावा, हमने अपने पाठकों के लिए arcconf उपयोगिता कमांड पर एक छोटा ज्ञापन तैयार किया है।

क्या आप हार्डवेयर RAID नियंत्रक का उपयोग करते हैं? टिप्पणियों में मिलते हैं।