کنترلر RAID سرور HPE؛ جایی که چند دیسک تکی به یک آرایه ی قابل اعتماد تبدیل میشود
کنترلر RAID (یا همان ریدکنترلر) بین دیسک های فیزیکی سرور و سیستم عامل می نشیند، محاسبات parity و mirroring را با تراشه ی اختصاصی خودش انجام می دهد، حافظه کش نوشتن را مدیریت می کند و کمی از خرابی دیسک محافظت می کند، بدون این که پردازنده ی اصلی سرور درگیر این کار شود. این صفحه مرجع کامل سطوح RAID، خانواده کنترلرهای HPE و انتخاب مدل مناسب است.
کنترلر RAID چیست و چه نقشی در سرور دارد؟
کنترلر RAID (یا همان ریدکنترلر) یک تراشه ی پردازشی مستقل با پردازنده و حافظه ی مخصوص خودش است که بین درایوهای فیزیکی سرور (SAS، SATA یا NVMe) و سیستم عامل قرار می گیرد. سیستم عامل به جای چند دیسک جدا، فقط یک یا چند «Logical Drive» می بیند؛ همه ی پیچیدگی توزیع داده، محاسبه ی parity و بازیابی پشت آن پنهان است.
در صورت نبودن ریدکنترلر در سرور، تمامی عملیات های نوشتن و صف حافظه کش برای مدیریت نوشتن و در کل تمام کارهای ریدکنترلر بر گردن CPU (پردازشگر) سرور است، و از آنجایی که در سرورها ما تمام تلاشمان این است که از نهایت قدرت پردازشی سرور خود استفاده کنیم، نبودن رید کنترلر مانند این است که شما از یک متخصص مغز و اعصاب بخواهی در طول روز حداقل 20 نفر مریض عمومی که سرماخوردگی دارند را چک کند و برایشان دارو بنویسد. بله اتلاف وقت کسی که میتواند در طول روز کارهای ارزشمندتری کند بیهوده است.
کنترلر RAID دقیقاً چه کاری برای سرور شما انجام می دهد؟
محافظت در برابر خرابی دیسک
با mirroring یا parity، از دست رفتن یک یا چند دیسک به معنی از دست رفتن تمام اطلاعات نیست.
کش نوشتن
عملیات های write ابتدا در DRAM سریع روی خود کنترلر مینشینند و در پس زمینه روی دیسک نوشته می شوند.
محاسبه parity با سخت افزار اختصاصی
ریاضیات XOR و parity برای RAID 5/6/50/60 روی تراشه ی کنترلر انجام می شود، نه روی CPU اصلی.
Rebuild خودکار
با تعویض دیسک خراب به صورت hot-swap، کنترلر بدون خاموش کردن سرور آرایه را از نو می سازد.
مانیتورینگ یکپارچه
سلامت دیسک ها، وضعیت باتری کش و پیشرفت rebuild از طریق iLO قابل مشاهده است.
رمزنگاری داده در سکون
روی مدل های جدیدتر، پشتیبانی از درایوهای SED برای رمزنگاری سخت افزاری داده ها.
نکته مهم
ریدکنترلر (Raid Controller) با (بکاپ - Backup) تفاوت دارد. RAID فقط در برابر خرابی فیزیکی دیسک محافظت می کند؛ در برابر حذف تصادفی، هک شدن یا صوانح محیطی مثل آتش سوزی هیچ کمکی نمی کند. RAID جایگزین بکاپ گیری منظم نیست، مکمل آن است.
هر سطح RAID برای چه کاری مناسب است؟
انتخاب سطح RAID تعادلی است بین سه چیز: ظرفیت قابل استفاده، تحمل خطا و کارایی.
جدول زیر رایج ترین سطوحی را نشان می دهد که کنترلرهای HPE از آن ها پشتیبانی می کنند.
| سطح | حداقل دیسک | تحمل خطا | ظرفیت قابل استفاده | کاربرد پیشنهادی |
|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | ۲ | ندارد | ۱۰۰٪ (N × ظرفیت) | داده های موقت/کش — سرعت مهم تر از ایمنی |
| RAID 1 | ۲ | ۱ دیسک | ۵۰٪ | درایو بوت سیستم عامل |
| RAID 5 | ۳ | ۱ دیسک | (N−1)/N | فایل سرور و بارهای خواندن محور با بودجه محدود |
| RAID 6 | ۴ | ۲ دیسک | (N−2)/N | آرایه های بزرگ با دیسک های چندترابایتی |
| RAID 10 | ۴ (زوج) | ۱ دیسک در هر جفت | ۵۰٪ | دیتابیس و بارهای نوشتن محور با rebuild سریع |
| RAID 50 | ۶ | ۱ دیسک به ازای هر زیرآرایه | متغیر | آرایه های بزرگ RAID 5 با تحمل خطای بهتر |
| RAID 60 | ۸ | ۲ دیسک به ازای هر زیرآرایه | متغیر | نسخه مقاوم تر RAID 50 برای درایوهای حجیم |
⚠️ شما اگر هارد دیسک های چندترابایتی دارید، این نکته را فراموش نکنید که RAID ریسک خطای خواندن دارد، یعنی همیشه نمیشود 100 درصد بهش اطمینان کرد مخصوصا برای حافظه های بزرگ ریسک خطای خواندن (URE) در طول rebuild یک RAID 5 قابل توجه می شود؛ برای آرایه های بزرگ، RAID 6 یا RAID 10 گزینه ی امن تری است.
1ADM / 10ADM — آینه ی سه نسخه ای HPE
روی کنترلرهای دارای کش، HPE نسخه ی سه طرفه ی RAID 1 و RAID 10 را هم ارائه می دهد (سه کپی کامل از هر داده). که حداکثر تحمل خطا و سریع ترین سرعت خواندن را می دهد، اما هزینه ی هاردی که از دست میدهید بالاست و در حالت فعال hot spare اختصاصی ندارد.
RAID سخت افزاری، RAID نرم افزاری و حالت HBA
محاسبات RAID را می شود روی سه لایه ی مختلف انجام داد؛ انتخاب درست به این بستگی دارد که چه چیزی قرار است داده ها را مدیریت کند.
RAID سخت افزاری
کنترلر با پردازنده و کش اختصاصی خودش تمام محاسبات را انجام می دهد. کمترین بار روی CPU، مدیریت متمرکز با iLO. انتخاب پیش فرض برای اغلب سرورها.
RAID نرم افزاری
سیستم عامل یا هایپروایزر (mdadm، Storage Spaces، ZFS) خودش محاسبات را روی CPU میزبان انجام می دهد؛ انعطاف بیشتر اما مصرف CPU بالاتر.
حالت HBA
کنترلر هیچ عملیات RAID ای انجام نمی دهد و دیسک های خام را مستقیم تحویل می دهد؛ دقیقاً چیزی که vSAN، S2D، Ceph یا ZFS نیاز دارند.
هشدار طراحی
اگر قرار است از یک لایه ی software-defined storage استفاده کنید، RAID سخت افزاری زیر آن نگذارید؛ کنترلر را روی حالت HBA بگذارید. ترکیب دو لایه ی RAID معمولاً کارایی و شفافیت خطا را هر دو خراب میکند.
خیلی از کنترلرهای HPE از «Mixed Mode» هم پشتیبانی می کنند: بخشی از دیسک ها در آرایه ی RAID و بخش دیگر به صورت JBOD/pass-through، همزمان روی یک کنترلر.
خانواده کنترلرهای HPE: از Smart Array تا MR
نام گذاری کنترلرهای HPE الگوی ثابتی دارد: حرف اول رده را نشان می دهد (E ورودی، P عملکردی، MR مبتنی بر Broadcom MegaRAID)، عدد میانی تعداد لِین ها را نشان می دهد، و پسوند آخر فرم فاکتور را مشخص می کند که -a برای اسلات اختصاصی AROC، -p برای کارت PCIe مجزا، و -o برای فرم فاکتور OCP در نسل ۱۱.
فقط SAS/SATA؛ روی سرورهای Gen10 معمولی، NVMe از کنار این کنترلرها رد می شود. مدیریت با Smart Storage Administrator (SSA).
E208i-a
ارزان ترین گزینه؛ RAID 0/1/5/10. مناسب درایو بوت، RAID سبک، یا حالت HBA.
P408i-a
RAID 0/1/5/6/10/50/60 به علاوه 1ADM/10ADM. انتخاب پیش فرض دیتابیس و مجازی سازی روی Gen10.
P816i-a
همان قابلیت های P408i-a با دو برابر لِین، برای شاسی هایی که هارد زیاد دارند (۲۴+ بی SFF).
مبتنی بر Broadcom MegaRAID؛ SAS، SATA و NVMe را زیر یک RAID مشترک مدیریت می کند.
MR216i-a / MR216i-p
RAID 0/1/10؛ گزینه ی مناسب برای HBA/pass-through به سمت storage نرم افزاری با درایوهای NVMe.
MR416i-a / MR416i-p
تمام سطوح RAID شامل ۵/۶/۵۰/۶۰. اولین کنترلر HPE با RAID سخت افزاری واقعی روی NVMe.
PCIe Gen4 (و Gen5 روی مدل بالارده)، فرم فاکتور OCP یا PCIe به جای AROC، و امنیت افزوده با SPDM در کنار iLO6. مدیریت با MR Storage Administrator/StorCLI.
MR216i-o / MR216i-p
RAID 0/1/10؛ بیشترین کاربرد در حالت HBA برای vSAN، S2D، Ceph یا ZFS.
MR408i-o / MR408i-p
تمام سطوح RAID؛ گزینه ی میان رده برای شاسی های با تعداد بٍی کمتر.
MR416i-o / MR416i-p
تا ۱۳٫۷ گیگابایت بر ثانیه پهنای باند؛ گزینه ی اصلی برای دیتاسنترهای پربار روی Gen11.
MR932i-p
مدل بالارده برای بیشترین تعداد درایو NVMe نسل ۵ روی یک کنترلر.
نکته مهم
آرایه های ساخته شده روی خانواده ی SR (Smart Array) با خانواده ی MR قابل جابه جایی یا import نیستند. سرور باید از ابتدا روی یکی از این دو خانواده استاندارد شود. پس اگر قصد تعویض ریدکنترلر سرور خود را دارید باید به این مسئله توجه کنید.
کش نوشتن و باتری پشتیبان
دسترسی به DRAM حدود یک میلیون برابر سریع تر از نوشتن مستقیم روی دیسک است. کنترلرهای دارای کش از این فاصله استفاده می کنند: نوشتن در DRAM انجام و فوراً تایید می شود، و انتقال واقعی به دیسک در پس زمینه اتفاق می افتد.
این معماری Flash-Backed Write Cache (FBWC) نام دارد و جایگزین نسل قدیمی تر Battery-Backed Write Cache (BBWC) شده؛ در BBWC باتری باید در تمام مدت قطعی برق (تا ۴۸ ساعت) داده را زنده نگه می داشت. در FBWC، باتری فقط چند ثانیه برای انتقال به فلش کار می کند، و همین امر باعث عمر باتری طولانی و بدون محدودیت زمانی قطع برق میشود.
HPE Smart Storage Battery
یک باتری متمرکز که می تواند هم زمان چند کنترلر و NVDIMM را پشتیبانی کند؛ روی بسیاری از کیت های کنترلر جدا فروخته می شود.
HPE Smart Storage Hybrid Capacitor
جایگزین بدون باتری برای همان کار؛ عمر طولانی تر و بدون اثر زیست محیطی باتری لیتیوم یون.
توجه داشته باشید که اگر باتری/کاپاسیتور خراب یا جدا شود
ریدکنترلر در این حالت به صورت خودکار وارد حالت write-through می شود و کش نوشتن را غیرفعال میکند که در شرایط حساس داده ها از بین نرود، و همین امر باعث افت محسوس کارایی میشود، اما داده در خطر نیست. iLO این وضعیت را به عنوان هشدار در بررسی ها گزارش می دهد.
چطور کنترلر RAID مناسب را انتخاب کنیم؟
این زنجیره ی تصمیم را به ترتیب دنبال کنید تا از میان مدل های موجود به گزینه ی درست برسید.
- ۱نسل سرور و نوع درایو را مشخص کنید: فقط SAS/SATA؟ خانواده SR کافی است؛ RAID روی NVMe هم لازم است؟ باید سراغ خانواده MR بروید.
- ۲بار کاری را تعیین کنید: بوت ساده، کنترلر بدون کش کافی است؛ دیتابیس/مجازی سازی، به FBWC نیاز دارید.
- ۳تعداد بٍی هارد های خود را بشمارید: تا ۸ درایو، کنترلر ۸ لِین کافی است؛ ۱۶ یا بیشتر، به ۱۶ لِین نیاز دارید.
- ۴فرم فاکتور اسلات را بررسی کنید: اسلات AROC آزاد است؟ نسخه
-a و -o؛ در غیر این صورت نسخه-p - ۵مسیر software-defined storage را جدا کنید: برای vSAN، S2D، Ceph یا ZFS، کنترلر را روی حالت HBA بگذارید.
- ۶باتری یا کاپاسیتور را جداگانه سفارش دهید: روی بسیاری از کیت های دارای کش، پک باطری جدا فروخته می شود.
نکات سازگاری و نصب
- باتری یا کاپاسیتور کش را جداگانه بررسی و سفارش دهید؛ خیلی از کیت های کنترلر آن را شامل نمی شوند.
- خانواده SR با Smart Storage Administrator (SSA) مدیریت می شود؛ خانواده MR با MR Storage Administrator/StorCLI — این دو ابزار جای هم را نمی گیرند.
- فرم ور را از طریق HPE Service Pack for ProLiant (SPP) یا iLO به روزرسانی کنید، نه فقط از داخل سیستم عامل.
- تفاوت
-a(AROC)،-p(PCIe جدا) و-o(OCP، مخصوص Gen11) را پیش از سفارش با اسلات های واقعی شاسی تطبیق دهید. - در یک آرایه از دیسک های هم نوع و هم ظرفیت استفاده کنید؛ سرعت کل آرایه با کندترین دیسک تعیین می شود.
- روی سرورهای Gen10 معمولی، NVMe از کنار کنترلر SR رد می شود؛ برای RAID روی NVMe به کنترلر Tri-Mode خانواده MR نیاز دارید.
- برای درایوهای رمزنگاری شده (SED)، کلید رمزنگاری را در iLO یا یک key manager خارجی پشتیبان گیری کنید.
سوالات متداول درباره کنترلر RAID
آیا RAID جایگزین بکاپ گیری است؟+
تفاوت نسخه های -a، -p و -o کنترلرهای HPE در چیست؟+
-a یعنی AROC، کارت در یک اسلات اختصاصی روی مادربرد قرار می گیرد و اسلات PCIe را اشغال نمی کند. -p یعنی یک کارت PCIe مجزا. -o فرم فاکتور OCP است که در نسل Gen11 جایگزین AROC شده.می شود SSD و HDD را در یک آرایه RAID با هم میکس کرد؟+
کنترلر بدون کش (مثل E208i-a یا MR216i) به چه دردی می خورد؟+
اگر باتری یا کاپاسیتور کنترلر خراب شود چه اتفاقی می افتد؟+
NVMe چطور با کنترلرهای RAID کار می کند؟+
خدمات تخصصی آیتی مطمئن برای کنترلر RAID
مشاوره انتخاب کنترلر
بررسی مدل سرور و بار کاری برای پیشنهاد سطح RAID و کنترلر مناسب.
بررسی Compatibility
تایید سازگاری کامل با مدل دقیق سرور شما پیش از خرید.
پیکربندی و تنظیم RAID
طراحی آرایه، تنظیم سطح RAID و بهینه سازی کش برای بار کاری واقعی.
تأمین کنترلر اصلی
تأمین کنترلرهای تأییدشده و سازگار با پلتفرم HPE.
نصب و تست
نصب حرفه ای همراه با تست rebuild و بررسی سلامت از طریق iLO.
ارتقا و عیب یابی
ارتقای کنترلر موجود یا عیب یابی مشکلات آرایه بدون قطعی طولانی.
برای انتخاب و پیکربندی کنترلر RAID سرورتان مشاوره بگیرید
انتخاب کنترلر مناسب تنها به سطح RAID محدود نمی شود. تعداد لِین، کش، فرم فاکتور اسلات و مسیر software-defined storage باید در کنار هم بررسی شوند. کارشناسان آیتی مطمئن میتوانند بر اساس مدل سرور و بار کاری شما، پیکربندی مناسب را پیشنهاد کنند.
دنبال یک قطعه دیگر یا اطلاعات کل سرور هستید؟
صفحات مرجع قطعات سرورهای HPE و صفحه اصلی سرورهای HPE را نگاه کنید.
مشاهده صفحه قطعات سرور HPE ← مشاهده صفحه اصلی سرورهای HPE ←