ГлавнаяКонтактыКарта сайта
ЕПОС
О компанииКомпьютерная криминалистикаВосстановление информацииЗащита информацииПроизводство и ITСервисНаши разработки

Расследование инцидентов, компьютерная криминалистика, информационная безопасность

Книжная серия Взгляд на жесткий диск изнутри




Архив статей


23.07.1999
RAID системы с IDE дисками

Вячеслав ОВСЯННИКОВ
ведущий специалист фирмы «ЕПОС»

Технология RAID в настоящее время завоевала самое широкое признание. Уже трудно представить себе сервер, у которого нет хотя бы зеркального диска (RAID уровня 1). В большинстве случаев RAID состоит из RAID-контроллера и нескольких жестких SCSI дисков. SCSI жесткие диски намного дороже своих IDE близнецов. Да и сам RAID-контроллер стоит недешево. Поэтому в серверах начального уровня сплошь и рядом устанавливаются 2 жестких (SCSI, между прочим) диска, но RAID 1-го уровня («зеркало») формируется программно, средствами операционной системы. Но нельзя ли сделать RAID-систему дешевле, используя IDE жесткие диски?

Почему же нельзя? Именно так и делается. Ведь, в сущности, RAID-контроллер – это: мост с системной шиной PCI, основная часть (обеспечивает формирование и обслуживание собственно RAID) и микросхема интерфейса с жесткими дисками (рис. 1).

Рис. 1. Структура RAID-контроллера

Никто не мешает в качестве интерфейса с жесткими дисками выбрать IDE. Однако необходимо хорошо понимать что при этом теряется.

Всем известна уникальная надежность хранения информации, присущая RAID. Но не менее важной их особенностью является также и повышение производительности дисковой системы. Не хотелось бы говорить, что прогресс в области жестких дисков отстает от прогресса в области процессоров, памяти и т.п. Лучше будет сказать, что прогресс в области процессоров намного опережает прогресс в области жестких дисков. Поэтому сейчас RAID в сервере применяется в равной степени и как средство повышения надежности хранения информации, и как средство повышения быстродействия дисковой системы.

Не вдаваясь в особенности построения RAID-систем, отметим, что повышение быстродействия может быть достигнуто только в том случае, если система сможет обращаться к нескольким дискам одновременно. Именно такую способность дает применение интерфейса SCSI.

В стандартном же интерфейсе АТА очередность работы устройств определяет хост-адаптер. Начав операцию обмена с одним из устройств, хост-адаптер не может переключиться на обслуживание другого до завершения начатой операции. Только начиная с протокола UDMA-33 (АТА-4) предусматриваются определенные возможности параллельного выполнения команд обоими устройствами. В частности, предусмотрен режим перекрытия команд – Overlapped Feature, который позволяет устройству, занятому длительной внутренней операцией, освободить шину для другого устройства. Однако возобновление обмена с устройством, освободившим шину, возможно только по инициативе хост-адаптера. Конечно, эффективность этого механизма значительно ниже принятого в интерфейсе SCSI.

Следует отметить, что перекрытие допускается не для всех команд. Предусматривается в спецификации АТА-4 и создание очереди команд. Но очереди в спецификации АТА-4 применимы только для команд, допускающих перекрытие. Более того, при возникновении любой ошибки, вся очередь сбрасывается. Поэтому можно, конечно, приветствовать принятые в стандарте АТА-4 улучшения, но в сравнении со SCSI это почти ничего.

Не следует также забывать, что к одному каналу IDE можно подключить только 2 устройства. Кроме того, ограничения на длину кабеля не позволяют подключать внешний дисковый массив.

Таким образом, RAID с хорошими характеристиками можно выполнять только с использованием интерфейса SCSI. С этими особенностями связано также и то, что в серверах начального уровня при программной реализации RAID применяются SCSI диски.

Тем не менее, RAID-системы с IDE жесткими дисками все же существуют. В частности, фирма Promise (www.promise.com) и ее IDE RAID-контроллер FastTRAK наверно уже известны некоторым читателям (по крайней мере, по описаниям). Контроллер имеет два IDE канала, что позволяет подключать до 4 жестких дисков. Контроллер позволяет формировать RAID уровня 0, 1 и 0+1. Оба IDE канала могут работать одновременно. Вследствие этого аппаратное «зеркало», при условии, что диски подключены к разным каналам, по производительности не уступает аппаратному «зеркалу» со SCSI дисками. Результаты тестирования WinBench RAID уровня 1 для двух дисков с контроллером показывают, что FastTRAK повышает производительность дисковой системы в среднем на 10% по сравнению с одиночным диском. Контроллер FastTRAK так же, как все «взрослые» SCSI контроллеры, позволяет устанавливать резервный диск (в дополнение к основному и зеркальному). В случае отказа одного из основных дисков, контроллер в фоновом режиме переносит на резервный диск все данные с уцелевшего диска. В дальнейшем резервный диск используется в качестве основного. Таким образом, в сервере начального уровня, для которого возможности RAID уровня 1 достаточны, применение такого контроллера и IDE дисков вполне оправдано и по характеристикам не хуже RAID со SCSI дисками.

Существуют и другие решения для RAID с IDE дисками. Например, фирма SAILING STRONG International Co., Ltd (www.ssi.com.tw) выпускает внешние RAID системы "SCSI to IDE" – RAID Server SI-1300R. Это отдельная стойка, в которую может быть установлено до 6 IDE жестких дисков. Каждый из них подключается к отдельному каналу, благодаря чему диски могут участвовать в обмене данными одновременно. Эти диски могут быть организованы в RAID уровня 0, 1 или 5. Но для подключения к серверу используется интерфейс SCSI. Вряд ли для конечного пользователя будет заметна разница по сравнению с RAID-системой, в которой установлено 6 SCSI дисков. Стоимость такого внешнего RAID может оказаться не намного меньше аналогичного на SCSI дисках. Довольно большая часть стоимости системы будет приходиться на стойку. Да и контроллер с несколькими IDE каналами становится соизмерим по стоимости с RAID-контроллером на SCSI дисках. Однако, с учетом того, что стоимость замены отказавшего диска невелика, общая стоимость, вместе с эксплуатационными расходами, получается ниже, чем для RAID на SCSI дисках.

Таким образом, RAID-системы с использованием дешевых IDE дисков вполне имеют право на существование и весьма широко используются, несмотря на споры «что лучше: SCSI или IDE?». В большинстве случаев применение их ограничивается только аппаратным «зеркальным диском» в серверах начального уровня. Самым существенным недостатком таких систем является практически нулевая расширяемость. Когда перестанет устраивать производительность или объем дискового пространства сервера, вам необходимо будет сменить сервер. В отличие от этого, SCSI RAID-системы всегда позволят повысить и производительность, и объем дискового пространства путем установки дополнительных дисков или даже подключением целой стойки с дисками.


Поделиться информацией