3ware 8506-8, Western Digital WD2500SD i Ablecom SP762-TS

O R.A.I.D. nizovima i njihovoj primeni pisali smo i ranije (SK 4/2004). Da se podsetimo, R.A.I.D. je skraćenica od Redundant Array of Inexpensive (Independant) Disks i predstavlja sistem kombinovanja više hard diskova kako bi se postigle bolje performanse i pouzdanost u radu. Iako R.A.I.D. i dalje predstavlja „skupu igračku” kada su u pitanju kućni sistemi, zahvaljujući padu cena hard diskova, kao i činjenici da gotovo ne postoji ploča bez integrisanog R.A.I.D. kontrolera, i ovaj način upotrebe hard diskova polako ulazi u domove običnih korisnika.

3ware 8506-8

Ovog puta u redakciju nam je stigao SATA R.A.I.D. kontroler firme 3ware, oznake 8506-8, namenjen za primenu u manjim serverima i u oblasti video nadzora. Poput pojedinih serverskih mrežnih kartica, ovaj kontroler je izrađen u vidu PCI-64 kartice koja može da radi i na „standardnoj” 32-bitnoj PCI magistrali. Kontroler ima osam SATA 1.0 portova na koje mogu da se priključe diskovi ukupnog kapaciteta do 12 TB, dok je maksimalni kapacitet jednog formiranog niza 2 TB. Kontroler podržava formiranje R.A.I.D. nizova u režimima 0, 1, 5, i 10, a podržava i režim JBOD (Just a Bunch Of Disks) u kom diskovi rade nezavisno jedan od drugog. S obzirom na to da serija 8000 kojoj ovaj kontroler pripada nije namenjena primeni u High-End serverima, nije nas začudilo to što na sebi nije imao dodatne memorijske slotove.

Poput svih ozbiljnih R.A.I.D. kontrolera, i 8506-8 nudi mogućnost definisanja rezervnih diskova, to jest Hot-Spare. U BIOS-u kontrolera je moguće odrediti pojedine diskove kao rezervne. Rezervni diskovi se ne vide u operativnom sistemu i ne mogu da se koriste za smeštanje podataka. Njihova uloga je da u slučaju otkaza diskova koji su deo nekog niza „uskoče” umesto njih i potpuno ih zamene. Pokvareni diskovi zatim mogu da se zamene ispravnim diskovima koji se mogu definisati kao rezervni.

Western Digital WD2500SD

Naravno, da bismo mogli da testiramo ovaj kontroler, uz njega smo dobili i osam hard diskova kapaciteta 250 GB. Radi se o Western Digitalovim hard diskovima iz familije Caviar Raid Edition oznake WD2500SD koji poseduju bafer od 8 MB i čije se ploče rotiraju brzinom od 7200 obrtaja u minutu. Kao što im samo ime govori, ovi diskovi su prilagođeni za rad u R.A.I.D. nizovima, to jest, drugim rečima, pravljeni su da budu „timski igrači”. Ovo se ogleda pre svega u tome što ovi hard diskovi imaju manju toleranciju grešaka, tačnije, brže odustaju od čitanja oštećenih podataka kako ne bi obarali performanse celog niza.

Radi prikaza performansi, primerak WD2500SD hard diska smo testirali u dve varijante: kada je povezan na kontroler 3ware 8506-8 kao samostalan disk i kada je povezan na interni SATA kontroler test-računara. Razlike u performansama su, kao što vidimo, na momente vrlo značajne, pogotovo kada se uzmu u obzir rezultati dobijeni programom HD-Tach i kada se porede vremena kopiranja malih fajlova. Ove razlike potiču od kontrolera, kao i od brzina kojima kontroleri komuniciraju s računarom, a u toku uobičajenog rada su gotovo neprimetne.

Kako bismo mogli da povežemo sve ove diskove, za potrebe testiranja smo dobili i eksterni rek sa četiri fioke, kao i serversko napajanje od 760 W. Što se reka tiče, pored četiri fioke sa izuzetno efikasnim mehanizmom zabravljivanja, na njemu se nalaze i dva molex priključka za napajanje, četiri SATA porta, kao i ventilator kojim se obezbeđuje hlađenje hard diskova. Sami hard diskovi u reku se u potpunosti priključuju po SATA standardu, tako da je omogućen Hot-Plug.

Napajanje koje smo dobili je Ablecom Technologies model SP762-TS, deklarisane snage od 760 W. Radi se o redundantnom napajanju koje sadrži tri nezavisna modula kojima se može realizovati neprekidno napajanje sistema u slučajevima otkaza modula ili nestanka struje. Moduli su izmenljivi i u slučaju kvara se mogu izvaditi iz napajanja bez upotrebe alata.

Ablecom Technologies model SP762-TS

Velika snaga napajanja koje smo imali pred sobom omogućila je izvođenje još jedne procedure koja je omogućena SATA standardom, a to je tzv. Hot-Plug, to jest priključivanje i odvajanje diskova u toku rada računara. U pitanju su operacije koje naglo menjaju opterećenje napajanja i u slučaju slabijih napajanja izazivaju „divljanje” napona što dovodi do zaglavljivanja računara. Hot-Plug je posebno bitan kada su u pitanju serverski sistemi koji moraju stalno da budu dostupni korisnicima.

Instalacija kontrolera se pokazala kao veoma jednostavan posao: nakon stavljanja kartice u PCI slot, bilo je neophodno samo instalirati drajvere i softver za upravljanje radom. Drajveri za familiju operativnih sistema MS Windows nalaze se na pratećem CD-u, dok se drajveri za seriju 3ware 8000 kontrolera za Linux nalaze u sastavu kernela počev od verzije 2.4. Kontroler ima sopstveni BIOS u kojem je moguće definisati, inicijalizovati i uništiti R.A.I.D. nizove, definisati rezervne diskove i izvršiti rekonstrukciju niza nakon zamene pokvarenog hard diska.

Prilikom definisanja R.A.I.D. niza, pored određivanja broja diskova i R.A.I.D. režima, korisniku se nudi mogućnost određivanja veličine bloka, to jest najmanje količine podataka koju je moguće adresirati. Izbor ove vrednosti može bitno uticati na performanse i treba je prilagoditi nameni kreiranog niza ili prosečnoj veličini fajlova koji će se nalaziti na diskovima. Za potrebe testiranja odlučili smo da koristimo podrazumevanu vrednost od 64 KB. Nakon definisanja nizova, vrši se njihova automatska inicijalizacija. Ona je praktično trenutna, osim ukoliko se radi o R.A.I.D. 5 nizu koji koristi striping sa čuvanjem parnosti. U tom slučaju se svi diskovi koji su deo niza moraju napuniti nulama, što traje koliko i formatiranje jednog diska.

Formirani R.A.I.D. nizovi će se u operativnom sistemu videti kao jedan disk koji je potrebno formatirati. Pošto se može smatrati da se u R.A.I.D. nizu svim diskovima pristupa istovremeno, vreme formatiranja celog niza ne razlikuje se bitno od vremena potrebnog za formatiranje samostalnog diska.

Za upravljanje i nadgledanje rada kontrolera koristi se softver koji dolazi na pratećem CD-u u dve varijante. Prva varijanta se zove CLI (Command Line Interface) i predstavlja skup programa koji rade u tekstualnoj konzoli, što ih čini pogodnim za korišćenje u skriptovima. Druga varijanta se zove 3DM (3ware Disk Manager) i predstavlja Web server koji nudi kontrolu putem svih standardnih Web browsera, kao i obaveštavanje administratora o statusu diskova putem e-maila.

3DM nudi dva nivoa pristupa. Prvi nivo omogućava samo pregledanje statusa kontrolera, dok drugi omogućava i upravljanje diskovima koji su povezani na kontroler. U prikazu statusa diskova dobija se logička šema pripadnosti diskova R.A.I.D. nizovima, kao i podaci o njihovoj raspoloživosti i eventualnim kvarovima.

U režimu upravljanja radom kontrolera 3DM omogućava isključivanje diskova sa kontrolera i ubacivanje novih diskova kao samostalnih, kao rezervnih ili u vidu zamene pokvarenih diskova iz nekog od R.A.I.D. nizova. 3DM nudi kontrolu nad procesom rekonstrukcije oštećenih nizova tako što omogućava automatsku rekonstrukciju niza u slučaju da pri otkazu postoji rezervni disk koji može da se iskoristi. Takođe, proces rekonstrukcije putem 3DM-a moguće je zakazati u određeno vreme i dati mu proizvoljan prioritet kako ne bi previše opterećivao računar. Pošto se radi o Web serveru, 3DM predstavlja odlično rešenje za nadgledanje i upravljanje radom kontrolera jer omogućava pristup preko mreže i ne zahteva korišćenje istog operativnog sistema na serveru i na administratorovom računaru.

Međutim, poenta testova su performanse. Testirali smo performanse svih podržanih R.A.I.D. režima programima Sandra i QuickBench, dok je testiranje programom HDTach moralo da izostane zbog nemogućnosti programa da prepozna napravljene nizove. Pored programa za testiranje, mereno je i vreme potrebno za kopiranje velikih i malih fajlova, kao i raspakivanja fajla od 4 GB (fajl pun nula koji zauzima oko 4 MB zapakovan i 4 GB kada se raspakuje), s idejom da se donekle ispitaju performanse u određenim situacijama koje nisu pokrivene benchmarkom. Kao što se vidi po rezultatima, svaki režim ima svoje prednosti i mane kada su performanse u pitanju, ali, krenimo redom...

Kod R.A.I.D-a 0 podaci se dele i istovremeno pišu/čitaju na svim diskovima u R.A.I.D-u (striping), dajući maksimum performansi (a minimum sigurnosti) u odnosu na ostale tipove R.A.I.D-a, što se potvrđuje na testovima. Pri tom bi, u teoriji, ubrzanje trebalo da bude onoliko koliko ima diskova u R.A.I.D-u, mada to nije uvek tačno jer više diskova znači više posla za kontroler pa je u nekim situacijama R.A.I.D. 0 bio brži.

Cilj R.A.I.D-a 1 je sigurnost koja se postiže dupliranjem podataka na različitim diskovima (mirroring). Kod pisanja po R.A.I.D-u 1 brzina bi trebalo da bude ista kao i brzina pisanja po jednom disku, dok bi čitanje, iz istog razloga kao kod R.A.I.D-a 0, trebalo da bude brže, što ovde baš i nije slučaj.

R.A.I.D. 10 je kombinacija mirroringa i stripinga (tj. R.A.I.D-a 1 i 0, pa zato ima taj broj u nazivu), zamišljena tako da pruži performanse R.A.I.D-a 0 uz sigurnost koja proističe iz toga što se svi podaci, kao kod R.A.I.D-a 1, dupliraju na različitim diskovima. U praksi, performanse R.A.I.D-a 10 sa osam diskova malo zaostaju ili su uporedive sa performansama R.A.I.D-a 0 istog kapaciteta (onog sa četiri diska).

Dupliranje podataka znači sigurnost, ali i duplo veću potrošnju memorije, pa je zato izmišljen R.A.I.D. 5 koji za svaki upisani podatak upisuje i ECC (Error Correction Code) na osnovu kojeg je moguće rekonstruisati izgubljene podatke. ECC je raspoređen po svim diskovima R.A.I.D-a, ukupna količina memorije koju on zauzima odgovara veličini jednog celog diska i daje mogućnost potpunog oporavljanja podataka u slučaju otkazivanja (najviše) jednog diska u R.A.I.D-u. Zbog dodatnog posla koji kontroler radi, pisanje po R.A.I.D-u 5 je nešto sporije, dok bi čitanje trebalo da bude uporedivo s ostalim tipovima R.A.I.D-a. Međutim, ovaj primerak kontrolera iz nekog razloga nije uspeo da „zablista” po tom pitanju.

U slučaju otkaza jednog diska (simuliranog za potrebe testa) R.A.I.D. 5 nastavlja da radi bez gubitka podataka. Pošto se podaci sa „preminulog” diska rekonstruišu „u letu” iz ECC-a, performanse R.A.I.D-a 5 u ovakvom stanju su opravdano degradirane.

Kontroler 3Ware 8506-8 nudi tri veličine – brzinu, pouzdanost i cenu (koja zapravo predstavlja iskorišćenost memorije) – koje stoje u različitim odnosima na različitim tipovima R.A.I.D-a (pre svega 0, 5 i 10), pri čemu se uglavnom izvlači maksimum iz dve na štetu treće. Uz 100 odsto iskorišćenja memorije (tj. sa najmanjom cenom po gigabajtu), R.A.I.D. 0 nudi bolje performanse od istih diskova van R.A.I.D-a, ali zbog načina pisanja otkaz jednog diska znači gubljenje integriteta svih podataka pa se verovatnoća kvara povećava onoliko puta koliko ima diskova u R.A.I.D-u. Ukoliko povremeni backup nije dovoljna mera sigurnosti, ostali R.A.I.D-ovi su otporni na otkazivanje diska u bilo kom trenutku, a mogućna je zamena diska bez gašenja kompjutera. Sa razumno dobrim iskorišćenjem memorije, R.A.I.D. 5 je dobar izbor ako brzina pisanja po disku nije presudna. Ukoliko je brzina bitna, a želite i da se osigurate od kvarova, R.A.I.D. 10 predstavlja brzu i pouzdanu varijantu, ali je sa 50 odsto iskorišćenosti diskova najskuplji od svih tipova R.A.I.D-a. U zavisnosti od mogućnosti i potreba, 3Ware 8506-8 može da bude deo i jeftinih i skupih rešenja koja treba da zadovolje visoke kriterijume, ali on ipak ne spada u sam vrh kontrolera koji izvlače maksimum iz (S)ATA tehnologije.

Marko JOVANOVIĆ, Bojan ŽIVKOVIĆ