Дисковая система серверов записи SIGMA работает под управлением высокоскоростного RAID-контроллера, позволяющего формировать массивы различного уровня для обеспечения высокой отказоустойчивости системы

RAID – это аббревиатура Redundant Arrays of Independent Discs или избыточный массив независимых дисков. При формировании RAID-массива физически разные диски сервера под управлением высокоскоростного контроллера объединяются в один логический – система начинает выступать в роли одного большого диска.

Когда видеоинформация поступает на сервер, RAID-контроллер делит ее на блоки и по определенному алгоритму распределяет между дисками. Получается, что данные хранятся на одном логическом диске, но физически находятся на разных носителях.

Для чего необходим RAID-массив?

Во-первых, работа с RAID-массивом позволяет повысить быстродействие системы. Это происходит благодаря совместной (параллельной) работе нескольких жестких дисков.

Во-вторых, RAID-массив отказоустойчив. В случае повреждения отдельно взятого жесткого диска (или нескольких) не будет утрачена вся информация, хранящаяся на сервере. После установки нового диска вместо неисправного данные будут полностью восстановлены. Однако необходимо учесть, что для обеспечения отказоустойчивости часть дискового пространства массива отводится под служебную информацию и недоступна для записи.

Чтобы найти компромисс между эффективностью работы массива (полезным объемом, быстродействием) и надежностью хранения информации (числом отказавших дисков), существует несколько конфигураций RAID. Конфигурации, или по-другому уровни RAID, различаются между собой алгоритмами распределения данных, а также способами формирования и размещения служебной информации.

• Повышение быстродействия системы благодаря совместной работе нескольких жестких дисков
• Высокая отказоустойчивость – при выходе из стоя одного или нескольких дисков не будет утрачена вся информация на сервере
• Серверы SIGMA аппаратно поддерживают RAID-массивы уровня 0, 1, 5 и 6, а также комбинации RAID 10, 50 и 60

Для стабильной работы системы записи рекомендуется использование протестированных серверных дисков

Список рекомендуемых жестких дисков

Максимальная производительность при низком уровне надежности

В RAID-массиве уровня 0 блоки данных записываются параллельно, причем запись осуществляется на разные диски.

Конфигурация RAID 0 обеспечивает максимальную скорость чтения/записи данных и доступ к 100% дискового пространства, однако не имеет никакой защиты от сбоев. В случае неисправности любого из дисков, вся видеоинформация будет безвозвратно утеряна.

Особенности конфигурации RAID 0

• Высокая скорость чтения и записи данных
• Использование 100% дискового пространства
• Уровень отказоустойчивости — 0,
  при выходе из стоя любого из дисков информация не подлежит восстановлению

• Минимальное число дисков — 2
• RAID 0 в серверах записи EVIDENCE используется только в комбинации с другими конфигурациями для повышения быстродействия (RAID 10, RAID 50)

Максимальная надежность при удвоенной стоимости дисков

В RAID-массиве уровня 1 все поступающие данные записываются на один диск (или группу дисков) и параллельно дублируются на второй. Таким образом, если в системе используется два диска, оба содержат одинаковую информацию.

RAID 1 гарантирует высокую степень защиты данных, поскольку при выходе одного диска из строя его функции полностью заменяет другой. Кроме того, считывание данных осуществляется параллельно с двух дисков, то есть с удвоенной скоростью.

Особенности конфигурации RAID 1

• Высокий уровень отказоустойчивости — вся
  информация полностью дублируется
• Высокая скорость чтения
• Для хранения данных используется только половина всего дискового пространства

• Минимальное число дисков — 2, число дисков должно быть четным
• Массив RAID 1 формируется в тех случаях, когда крайне велика цена потери информации. Стоимость системы удваивается, поскольку только половина дискового пространства сервера доступна для записи

Высокая производительность и отказоустойчивость

В RAID-массиве уровня 5 контроллер, помимо записи данных, вычисляет и распределяет по дискам специальную информацию (контрольные суммы).

При выходе из строя одного из дисков данные на нем могут быть восстановлены по тем блокам и контрольным суммам, которые остались на других дисках. Нужно только заменить неисправный диск, и вся информация будет восстановлена в фоновом режиме.

Но если неисправными станут одновременно два диска из массива, то записанная информация восстановлению не подлежит.

Особенности конфигурации RAID 5

• Высокий уровень надежности — восстановление всех данных при выходе из строя одного из дисков массива
• Достаточно высокая скорость чтения и записи
• На служебную информацию отводится объем только одного диска (например, для массива из четырех дисков по 1Тб доступный для записи объем составит 3Тб)

• Минимальное число дисков — 3
• RAID 5 – наиболее распространенная конфигурация в серверах записи, благодаря высокой надежности и производительности при невысокой потере дискового пространства под служебную информацию

Восстановление данных при одновременной потере двух дисков

RAID-массив уровня 6 схож с массивом уровня 5, но для него контроллер вычисляет не одну, а две контрольные суммы. Такая организация массива позволяет восстановить данные при одновременном отказе двух дисков. При этом на контрольную информацию тратится объем двух жестких дисков.

Особенности конфигурации RAID 6

• Более высокий уровень отказоустойчивости — восстановление всех данных при выходе из строя одновременно двух дисков
• Скорость чтения и записи ниже, чем у массива RAID 5
• Служебная информации занимает объем 2 дисков

• Минимальное число дисков — 4

Быстродействие нулевого уровня и отказоустойчивость уровней 1, 5 или 6

При формировании комбинированных массивов диски объединяются сначала в массивы RAID 1, 5 или 6 а затем эти сегменты в свою очередь объединяются в RAID 0.

Особенности

• Высокая производительность уровня RAID 0 и надежность уровней RAID 1, RAID 5, RAID 6

• Доступный для записи объем:
  – RAID 10 — 50% от общей емкости дисков
  – RAID 50 — минус 1 диск на каждый сегмент RAID 5
  – RAID 60 — минус 2 диска на каждый сегмент RAID 6
  
• Минимальное число дисков:
  – RAID 10 — 4 (два массива RAID 1)
  – RAID 50 — 6 (два массива RAID 5)
  – RAID 60 — 8 (два массива RAID 6)

Hot Spare — резервный диск, который простаивает в основное время, но автоматически подключается при отказе одного из дисков массива и начинает его восстановление. Таким образом система незамедлительно возвращается в исходное отказоустойчивое состояние.

После восстановления информации тот диск, который имел статус Hot Spare, становится обычным диском массива, а новый диск, установленный взамен неисправного, превращается в резервный spare-диск.

• В RAID-массиве любой конфигурации, за исключением RAID 0, один из дисков системы может быть выбран в качестве резервного диска Hot Spare