Macierze dyskowe

Do przechowywania danych w grupie dysków używana jest technologia macierzy dyskowych (RAID).

W zależności od wybranego poziomu macierzy RAID technika przechowywania danych w grupie dysków zapewnia nadmiarowość danych wymaganą do zapewnienia bezpieczeństwa danych i funkcjonowania systemu. Jeśli wystąpi awaria dysku, zazwyczaj można wymienić uszkodzony dysk bez przerywania normalnego działania systemu. Macierze dyskowe mogą potencjalnie zapewnić większą szybkość przesyłania danych oraz szybkość wykonywania operacji wejścia i wyjścia niż w przypadku pojedynczych dużych dysków.

Każda macierz dyskowa może być używana przez system operacyjny Linux® w taki sam sposób, w jaki używane są pojedyncze dyski SCSI. Na przykład po utworzeniu macierzy dyskowej można użyć komend systemu Linux, aby podzielić macierz dyskową na partycje dyskowe i utworzyć w nich systemy plików.

Warstwa jest grupą dysków fizycznych w obrębie macierzy dyskowej Easy Tier, z których wszystkie mają takie same parametry wydajności. Na przykład macierz dyskowa Easy Tier może zawierać warstwę dysków SSD i warstwę klasycznych dysków twardych. Grupa danych to blok danych w macierzy dyskowej Easy Tier, która jest analizowana pod kątem aktywności operacji we/wy. Ta grupa danych jest blokiem danych, które mogą być przenoszone między warstwami, aby lepiej dopasować aktywność operacji we/wy w obrębie grupy do wydajności warstwy. Wielkość grupy danych może być z zakresu od 1 MB do 8 MB, w zależności od konfiguracji macierzy dyskowej Easy Tier.

Do zarządzania kontrolerem SAS i urządzeniami we/wy służy komenda iprconfig. Program iprconfig jest interfejsem do konfiguracji macierzy RAID, funkcji monitorowania i odtwarzania kontrolera i urządzeń we/wy.

Jeśli macierz dyskowa ma być urządzeniem startowym, konieczne może być przygotowanie dysków przez uruchomienie systemu w trybie ratunkowym i utworzenie macierzy dyskowej przed zainstalowaniem systemu operacyjnego Linux. Tę procedurę można wykonać, jeśli oryginalny napęd startowy ma być częścią macierzy dyskowej.

Na poniższym rysunku przedstawiono możliwą konfigurację macierzy dyskowej.

Rysunek 1. Konfiguracja macierzy dyskowej
Kontroler macierzy dyskowej jest połączony z dyskami SCSI o różnych poziomach RAID.

Funkcja Easy Tier

Funkcja Easy Tier działa z określonymi poziomami RAID (np. 5T2, 6T2 i 10T2), które obsługują grupowanie dysków o różnych wydajnościach, ale o podobnych formatach bloków RAID, tworząc warstwy w obrębie jednej macierzy. Funkcja Easy Tier automatycznie optymalizuje wydajność pamięci masowej w warstwach, przenosząc fizycznie dane między warstwami z zachowaniem lokalizacji bloków logicznych. Funkcja Easy Tier dzieli macierz dyskową na grupy danych i cały czas analizuje aktywność we/wy w każdej z nich. W zależności od bieżącej aktywności operacji we/wy funkcja Easy Tier optymalizuje wydajność i wykorzystanie zasobów, automatycznie i bez zakłócania pracy przenosząc grupy danych między fizycznymi warstwami dysków (na przykład przenosząc często odczytywane dane do najszybszej warstwy). Warstwy są automatycznie zorganizowane w taki sposób, aby warstwa o najlepszej wydajności miała w macierzy dyskowej adres LBA 0 (początek macierzy), gdy nowa macierz jest tworzona, zanim rozpocznie się przenoszenie grup danych. Należy pamiętać o tym, że dysk bieżący zapasowy (hot spare) zastępuje uszkodzony dysk tylko w tej warstwie, która ma podobną wydajność, co dysk bieżący zapasowy. Dlatego też potrzebne są różne dyski zapasowe, aby w pełni pokryć wszystkie warstwy w macierzy RAID. Na przykład może być wymagane zastosowanie jednego dysku bieżącego zapasowego typu SSD i jednego HDD.
Funkcja Easy Tier obsługuje warstwy o różnych parametrach wydajności, korzystając z następujących technologii napędów dyskowych:
  • Dyski SSD, które mają wysoką wytrzymałość na zapis
  • Typowe dyski SSD, które mają być używane do obsługi głównie operacji odczytu
  • Dyski talerzowe lub dyski typu Enterprise Nearline (ENL)
Macierz RAID może mieć następujące kombinacje warstw technologii dyskowych:
  • Dyski SSD i HDD
  • Typowe dyski SSD i HDD
  • Dyski SSD i ENL
  • Typowe dyski SSD i ENL
Gdy w macierzy RAID podzielonej na warstwy używane są dyski SSD wraz z dyskami HDD, często odczytywane i zapisywane dane będą przeniesione na dyski SSD. Jednak gdy w warstwowej macierzy RAID używane są typowe dyski SSD wraz z dyskami HDD, tylko często odczytywane dane będą przenoszone na dyski SSD, często zapisywane dane zostaną przeniesione na dyski HDD. Ta strategia pozwala na utrzymanie niezawodności przez długi czas, nawet wtedy, gdy wykonywana jest duża liczba operacji zapisu. Jeśli używane są adaptery RAID z pamięcią podręczną zapisu, wydajność operacji zapisu może być bardzo dobra, bez względu na to, czy dane są zapisywane na dyskach SSD, typowych dyskach SSD, czy dyskach HDD.
Uwagi:
  • Wszystkie warstwy Easy Tier muszą zawierać urządzenia o tej samej wielkości bloku. Wszystkie dyski SSD i dyski HDD w macierzy muszą mieć 528 lub 4224 bajty na sektor.
  • Każda warstwa w macierzy Easy Tier musi mieć przynajmniej 10% łącznej wielkości dysku. Więcej informacji na ten temat zawiera sekcja Szacowanie wielkości macierzy dyskowej.