Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Контроллер дискового массива представляет собой устройство , которое управляет физическими дисководами и представляют их в компьютер в качестве логических единиц . Он почти всегда реализует аппаратный RAID , поэтому его иногда называют RAID-контроллером . Он также часто обеспечивает дополнительный дисковый кеш .

Контроллер дискового массива часто неправильно сокращают до контроллера диска . Их не следует путать, поскольку они обеспечивают очень разные функции.

Front-end и back-end сторона [ править ]

Контроллер дискового массива обеспечивает интерфейсные и внутренние интерфейсы.

  • Внутренний интерфейс взаимодействует с управляемыми дисками. Следовательно, протоколом обычно является ATA (он же PATA), SATA , SCSI , FC или SAS .
  • Внешний интерфейс взаимодействует с хост-адаптером компьютера (HBA, адаптер главной шины) и использует:
    • один из ATA, SATA, SCSI, FC; это популярные протоколы, используемые дисками, поэтому, используя один из них, контроллер может прозрачно эмулировать диск для компьютера.
    • несколько менее популярный протокол, предназначенный для конкретного решения: FICON / ESCON , iSCSI , HyperSCSI , ATA через Ethernet или InfiniBand

Один контроллер может использовать разные протоколы для внутренней и внешней связи. Многие корпоративные контроллеры используют FC на внешнем интерфейсе и SATA на сервере.

Контроллеры предприятия [ править ]

Основная статья: Дисковый массив

В современной корпоративной архитектуре контроллеры дисковых массивов (иногда также называемые процессорами хранения или SP [1] ) являются частями физически независимых корпусов , таких как дисковые массивы, размещенные в сети хранения данных (SAN) или серверах сетевых хранилищ (NAS). .

Эти внешние дисковые массивы обычно приобретаются как интегрированная подсистема RAID-контроллеров, дисководов, источников питания и программного обеспечения для управления. Контроллеры должны предоставлять расширенные функции (разные производители называют их по-разному):

  • Автоматическое переключение на другой контроллер (прозрачно для компьютеров, передающих данные)
  • Длительные операции без простоев
    • Формирование нового набора RAID
    • Воссоздание деградированного набора RAID (после сбоя диска)
    • Добавление диска в онлайн-набор RAID
    • Удаление диска из набора RAID (редкий функционал)
    • Разбиение набора RAID на отдельные тома / LUN
  • Снимки
  • Объемы непрерывности бизнеса (BCV)
  • Репликация с помощью пульта ДУ ....

Простые контроллеры [ править ]

RAID-контроллер Promise Technology ATA

Простой контроллер дискового массива может уместиться внутри компьютера в качестве карты расширения PCI или просто встроен в материнскую плату . Такой контроллер обычно обеспечивает функциональность адаптера главной шины (HBA) для экономии физического пространства. Поэтому его иногда называют адаптером RAID .

С февраля 2007 года Intel начала интегрировать собственный контроллер Matrix RAID в свои более дорогие материнские платы, давая контроль над 4 устройствами и двумя дополнительными разъемами SATA, а также всего 6 подключениями SATA (3 Гбит / с каждое). Для обратной совместимости также присутствует один разъем IDE, позволяющий подключить 2 устройства ATA (100 Мбит / с).

История [ править ]

Хотя аппаратные RAID-контроллеры были доступны уже давно, они всегда требовали дорогих жестких дисков SCSI и были ориентированы на рынок серверов и высокопроизводительных вычислений. Преимущества технологии SCSI включают возможность подключения до 15 устройств на одной шине, независимую передачу данных, горячую замену , гораздо более высокую наработку на отказ .

Примерно в 1997 году, с появлением ATAPI-4 (и, следовательно, Ultra-DMA-Mode 0 , который обеспечивал быструю передачу данных с меньшей загрузкой ЦП ), первые контроллеры ATA RAID были представлены как карты расширения PCI. Эти системы RAID попали на потребительский рынок, где пользователи хотели получить отказоустойчивость RAID без вложений в дорогие диски SCSI.

Диски ATA позволяют создавать системы RAID с меньшими затратами, чем со SCSI, но большинству контроллеров ATA RAID не хватает выделенного буфера или высокопроизводительного оборудования XOR для расчета четности. В результате ATA RAID работает относительно плохо по сравнению с большинством контроллеров SCSI RAID. Кроме того, безопасность данных страдает, если нет резервной батареи для завершения записи, прерванной отключением электроэнергии.

Поддержка ОС [ править ]

Поскольку аппаратные RAID-контроллеры представляют собранные тома RAID , операционные системы не обязаны строго реализовывать полную конфигурацию и сборку для каждого контроллера. Очень часто в драйвере программного обеспечения с открытым исходным кодом реализованы только базовые функции , а расширенные функции предоставляются посредством двоичных двоичных объектов непосредственно производителем оборудования.

Обычно контроллеры RAID можно полностью настроить через BIOS карты перед загрузкой операционной системы , а после загрузки операционной системы у производителя каждого контроллера доступны собственные служебные программы настройки, поскольку точный набор функций каждого контроллера может быть специфическим для конкретного контроллера. каждого производителя и продукта. В отличие от контроллеров сетевого интерфейса для Ethernet , которые обычно можно настраивать и обслуживать полностью с помощью общих парадигм операционной системы, таких как ifconfig в Unix, без необходимости в каких-либо сторонних инструментах, каждый производитель каждого RAID-контроллера обычно предоставляет свои собственные проприетарные программные инструменты для каждой операционной системы, которую они считают поддерживаемой, обеспечивая привязку к поставщику и способствуя проблемам с надежностью. [2]

Например, во FreeBSD , чтобы получить доступ к конфигурации RAID-контроллеров Adaptec , пользователи должны включить уровень совместимости с Linux и использовать инструменты Linux от Adaptec [3], что потенциально может поставить под угрозу стабильность, надежность и безопасность их настройки, особенно имея в виду долгосрочную перспективу . [2] Однако это во многом зависит от контроллера и наличия соответствующей документации по оборудованию для написания драйвера, а некоторые контроллеры имеют, например, открытые версии своих утилит настройки mfiutilи mptutilдоступны для FreeBSD, начиная с FreeBSD. 8.0 (2009), [4] [5]а также mpsutil/ mprutilс 2015 г. [6] каждый из них поддерживает только соответствующие драйверы устройств, что способствует раздутию кода .

Некоторые другие операционные системы реализовали свои собственные общие структуры для взаимодействия с любым RAID-контроллером и предоставляют инструменты для мониторинга состояния тома RAID, а также для облегчения идентификации диска посредством мигания светодиода, управления аварийными сигналами, назначения дисков горячего резервирования и очистки данных § RAID из внутри операционной системы без необходимости перезагружать BIOS карты. Например, это был подход , принятый OpenBSD в 2005 году с его био (4) псевдо-устройства драйвера и bioctl утилиты, которые обеспечивают уровень громкости, и позволить LED / сигнализация / Hotspare контроль, а также датчиков ( в том числе привод датчик ) для контроля работоспособности; [7]впоследствии этот подход был принят и расширен NetBSD в 2007 году. [8]

В bioctl набор функций намеренно сведен к минимуму, так что каждый контроллер может поддерживаться инструментом одинаково; первоначальная конфигурация контроллера предназначена для выполнения через BIOS карты [7], но после первоначальной настройки весь повседневный мониторинг и ремонт должны быть возможны с помощью унифицированных и универсальных инструментов, что и установлено в bioctl. .

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://vmtoday.com/2010/03/storage-basics-part-v-controllers-cache-and-coalescing/
  2. ^ a b "3.8:" Хакеры утерянного рейда " " . Песни выпуска OpenBSD . OpenBSD . 2005-11-01 . Проверено 23 марта 2019 .
  3. ^ Скотт Лонг; Adaptec, Inc (2000). «aac (4) - драйвер контроллера Adaptec AdvancedRAID» . Перекрестная ссылка BSD . FreeBSD . Выложите резюме .
  4. ^ «mfiutil - Утилита для управления контроллерами LSI MegaRAID SAS» . Перекрестная ссылка BSD . FreeBSD . Выложите резюме .
  5. ^ "mptutil - Утилита для управления контроллерами LSI Fusion-MPT" . Перекрестная ссылка BSD . FreeBSD . Выложите резюме .
  6. ^ "mpsutil - Утилита для управления контроллерами LSI Fusion-MPT 2/3" . Перекрестная ссылка BSD . FreeBSD . Выложите резюме .
  7. ^ a b Тео де Раадт (9 сентября 2005 г.). «Поддержка управления RAID появится в OpenBSD 3.8» . misc @ (Список рассылки). OpenBSD .
  8. ^ Константин А. Murenin (2010-05-21). «1.1. Мотивация; 4. Драйверы датчиков; 7.1. NetBSD envsys / sysmon». Аппаратные датчики OpenBSD - мониторинг окружающей среды и управление вентиляторами ( тезис MMath ). Университет Ватерлоо : UWSpace. hdl : 10012/5234 . Идентификатор документа: ab71498b6b1a60 ff817 b29d56997a418.
  • Основы хранения: выбор RAID-контроллера , 7 мая 2004 г., Бен Фриман

Эта статья основана на материалах, взятых из Free On-line Dictionary of Computing до 1 ноября 2008 г. и включенных в соответствии с условиями «перелицензирования» GFDL версии 1.3 или новее.