Softwarový versus hardwarový RAID

MyEgo.cz

home foto blogy mywindows.cz kontakt

Softwarový versus hardwarový RAID

Technologie 13.11.08

Občas zírám, jaké články se objevují na "seriózních" magazínech, za který se třeba PCTuning považuje (ExtraHardware.cz je mimochodem mnohem lepší).  Na PCTuning jsou i dobří autoři, třeba Zdeněk Obermaier, ale k němu je tam hromada "odpadu", zřejmě nevyzrálí pubescenti, kteří mají pocit, že všemu rozumí, ale ono je to jinak. Luxusní blábol je třeba článek Tomáše Šulce o RAID.

Připomíná mi to slavné heslo "Nikdy ničemu nevěř" Dana Dočekala za Světa namodro. Dnes je každému jasné, že na internetu je hromada blábolů, ale Danovi to bylo jasné už deset roků dozadu :-)

Tomáš Šulc si zjevně myslí, že hardwarový RAID je, pokud je na desce nějaký chipset a výrobce o něm napíše, že toto je RAID. Už mu tak úplně nedochází, že onen chipset je v drtivé většině případů jen a pouze SATA řadič, který s opravdovým hardwarovým RAID nemá nic společného.

Opravdové RAID řešení má totiž:

  • vlastní dedikovaný procesor,
  • vlastní paměť,
  • pro operační systém se chová zcela transparentně jako jeden disk,
  • obnova pole je možná i bez naběhnutí operačního systému, jen za pomoci procesoru na RAID kartě,
  • možnost připojit záložní baterii pro výpadek napájení,
  • cenu RAID je typicky nad 8.000 Kč + DPH.

Považovat obyčejné SATA řadiče typu ICH8R, ICH9R či ICH10R nebo Adaptec AAR-1220SA  za hardwarový RAID není možné. Tyto karty obsahují jen triviální RAID BIOS, který umožňuje nadefinovat si podobu RAID-0, 1 či 5, nicméně o vlastní počítání parity a rozložení dat mezi disky se stará jen a pouze ovladač v operačním systému. Nemáte ovladač? Systém není schopen používat RAID. Rozpadne se vám RAID a nemůžete nabootovat operační systém? Máte smůlu, nebudete jej schopni opravit.

ICH9R je de-facto podvod na klienty. Neliší se nijak od ICH9, až na ten BIOS, který povolí vytvořit a pracovat s RAID Intel ovladačům. A poté má také odlišnou cenu.

Skutečné hardwarové RAID vypadají nějak takto:

Adaptec 3805

Jedná se v podstatě o specializovaný počítač, který obsahuje procesor na 500-1000MHz, vlastní paměť RAM (128-256MB), ROM BIOS, SATA/SAS řadiče, a také připojení na záložní baterii, která umožní neztratit data a zajistit konzistenci zápisu až na několik dní (v případě výpadku proudu či nechtěného restartu počítače).

Podobná řešení mají úžasný výkon v zápisu i na RAID-5 a hlavně jsou zcela nezávislá na operačním systému.

Běžné desky neobsahují RAID, jen cosi, co umožní softwarová RAID pole nadefinovat. Ale o jeho zpracování se nestará hardware, ale software, ovladače. A to je zcela jiný svět...

Nezáleží ale vůbec na tom, že nějaký Tomáš Šulc nerozumí RAID. Takových lidí jsou mraky. Pointou tohoto článku je, že není možné věřit všemu, co se "píše na internetu". Pokud budete citovat "zdroj internet", budete vypadat jako naprostý blb...

Komentáře

  1. 1 i.agree 13.11.08, 04:11:00
    FB

    Měl bych malou připomínku k bodu č.3: Toto platí i o softwarovém RAIDu, dokonce jeden disk pak vidím i v BIOSu. RAID má pak vlastní BIOS pro nastavování čehokoliv.

  2. 2 i.agree 13.11.08, 04:11:03
    FB

    [1] Teď si říkám proč v tom případě ale musím při instalaci XPček z diskety natáhnout RAID driver místo normálního, když i BIOS počítače vidí jeden disk. :-o

  3. 3 Radek Hulán 13.11.08, 04:11:15
    FB

    [1] platí to tak jen a pouze díky ovladačům, které to tak zobrazují. Zkus si ale nad Intel "RAID" instalovat třeba starší Linuxový kernel, který daný (třeba) ICH10R ještě neumí, budou to jednotlivé disky přes AHCI... ICHxR není prostě hardwarový RAID, jsou to jen tak napsané ovladače...

  4. 4 Jan Novotný 13.11.08, 04:11:40
    FB

    Radku, můžeš ovést nějaké konkrétní řešení? Asi se celkem v této problematice vyznáš. Vyplatí se RADI Vůbec? Celkem spolehlivě funguji na obyčejných SATA discích. Je nárůst výkonu znát?

  5. 5 Radek Hulán 13.11.08, 04:11:46
    FB

    [4] hardwarový RAID se pro drtivou většinu domácích uživatelů nevyplatí.

    Pokud chceš bezpečnost, použiješ i na ICHR RAID-1 (třeba 2x640GB disk, výsledná kapacita 640GB), pokud bezpečnost + rychlost poté RAID-10 (tedy 4x640GB zapojených jako RAID-0 v RAID-1, výsledná kapacita 1.28 TB).

    Kupovat RAID-5 řadič (Adaptec 3405 a vyšší model) nemá moc smysl, získáš tím 1.92 TB kapacitu, ale levnější než 4x 640GB HDD a RAID řadič bude koupit 4x 1TB disk do RAID-10, s výslednou kapacitou 2TB.

    Osobně jsem to kupoval před rokem, kdy cena 1TB disků byla extrémně vysoká, takže dedikovaný řadič a 500GB disky byl levnější než použít 1TB disky a softwarový RAID. Dnes se HW RAID vyplatí jen pokud chceš 3TB a vyšší kapacitu.

    Softwarový RAID je na RAID-1/10 ok, tam není co přepočítávat. Hardwarový má smysl až u RAID-5 (či 6), ale to je fakt spíše věc pro servery s 6, 8 či více disky.

  6. 6 Martin Janovský 13.11.08, 06:11:15
    FB

    Dobrý článek, vystihuje podstatu problému SW/HW RAID.
    Po přečtení názvu bych ale čekal, že bude více rozebrán problém citace textů z Internetu:-)
    Docela často se totiž setkáváme i v dnešní době s onou frází "zdroj Internet". Problém je, pokud za touto frází nenásleduje webová adresa či nějaké bližší určení zdroje. Je to podobné jako odpovídat na dotaz:
    "kde jsi chytil tu rybu?" stylem "v moři".
    A úplně nejvíc mě dokáže naštvat "vyspělost" většiny newsových portálů. Nelinkují a nelinkují, i když se v textu přiznají, který server obšlehli.

  7. 7 Daniel Tlach 13.11.08, 06:11:59
    FB

    Nesmíš čekat zázraky. Dneska se hodnotí spíš množství než kvalita, tak portály berou kdekoho, jen aby bylo víc článků.

  8. 8 Mirek Drna 13.11.08, 08:11:18
    FB

    Mel bych drobny dotaz. Onehda sem uvazoval o koupi Adaptecu 3405 a k nemu ctyri 1TB disky zapojene v RAID5, tzn vysledna kapacita 3 TB. Nicmene jsem nekde cetl ze windows neumi pracovat se svazkem vetsim jak 2TB (moc do tehle problematiky nevidim...) Je to opravdu tak? A lze to nejak "resit"? diky:)

  9. 9 Radek Hulán 13.11.08, 08:11:21
    FB

    [8] Vista žádné takové omezení nemá

  10. 10 Mirek Novak 14.11.08, 12:11:30
    FB

    Připadamám si jako lama a samozřejmě i jsem. Kamarád, dodavatel mého HW, mě tvrdí (a asi má pravdu)), že kvalita disků v posledních pár letech upadá, doporučuje (a vzhledem k cenám) je to OK montovat dva disky RAID0. Je to blbost?

  11. 11 Radek Hulán 14.11.08, 12:11:35
    FB

    [10] RAID-0 je zapojení dvou či více disků do jednoho pole pro zvýšení jejich výkonu. Pokud selže jeden disk, je po všech datech.

    Kamarád je vůl.

    Pokud si myslí, že "kvalita disků klesá" (což není pravda, ale o to nejde), bylo by logické doporučení použít RAID-1, tedy mirror, či RAID-10 pro 4 disky.

  12. 12 Miko Daniel 14.11.08, 12:11:35
    FB

    Je to tak ako hovorí autor, tiež mám takýto "hardwarový raid" na ICH10 a k tomu Vistu a keď som nabootoval z pamäťovky Slax, tak ten mi veselo ukazoval 2 x 640 gigový disk.

  13. 13 Jan Tomáš 15.11.08, 12:11:57
    FB

    Autor samozřejmě správně vystihl rozdíl mezi doopravdy HW RAID řadiči a mezi "taky HW řadiči", ovšem realita je dneska poněkud složitější. Totiž poměrně mnoho těch SW RAID řadičů má kdesi v ovladačích zabudován HW XOR offloading pomocí nějakého toho chipu na řadiči a tím pádem zde urychlení je.

    Další háček je v tom, že přinos HW RAID je spíše v bezpečnosti dat při výpadku, ale ne vždy v rychlosti a bezpečnosti / perspektivitě provozu. Totiž čistě softwarový RAID má (mluvím o řešeních za pomocí OS z rodiny GNU/Linux) ve spojení s vícejádrovými 64-bitovými procesory hromadu výhod, které od HW RAIDu dostanete za obrovskou cenu. Navíc SW RAID vám garantuje, že i když umře deska nebo kdoví co jiného krom disku, tak se k datům vždy dostanete. Zkuste si to když vám umřou HW RAID řadiče, mnohdy se to již řešilo a skončilo to většinou "zapitím dat".

    Obzvláště tedy pro domácí použití je podle mého soudu nejlepší využít čistě softwarový RAID bez jakéhokoli řadiče, který by měl nějak RAIDu pomáhat. Vícejádrové procesory jsou dnes již spotřební zboží.

  14. 14 Radek Hulán 15.11.08, 01:11:22
    FB

    [13] - SW RAID je pro RAID-5 při zápisu pomalý, a při RAID-0/1/10 není co počítat, ale o tom jsem psal, stačí ČÍST
    - řadič akcelerující XOR operace musí mít solidně výkonný CPU, v kartách za 1-3.000 Kč to opravdu není

  15. 15 Jan Tomáš 15.11.08, 02:11:58
    FB

    Nesouhlasím, je konec roku 2008 a doba quad-core procesorů, vašich oblíbených, ne?
    viz http://www.redhat.com/docs/manuals/linux/RHL-9-Manual/custom-guide/s1-raid-approaches.html...

    Myslím si, že s rozumným vybavením je SW RAID výkonnejší nebo minimálně stejně výkonný s hromadou benefitů a hlavně levnější.

    P.S.: Číst umím od svých 4 let, děkuji za optání.

  16. 16 Stepan Kabele 15.11.08, 05:11:32
    FB

    [15] Autor neporovnával HW a SW RAID, pouze komentuje článek který za HW RAID vydává řadič se SW RAIDem schovaný v ovladačích. SW RAID může dosahovat velmi dobrých výsledků za nižší pořizovací náklady pokud je správně nakonfigurován, rozumí si s řadičem atd. Nicméně autor investoval do jednoduše použitelného a transparentního HW řešení - copak je to tak nepochopitelná volba? Asi má rád svoje data a svůj čas;)

  17. 17 Radek Hulán 15.11.08, 10:11:19
    FB

    [15] ne, číst zjevně neumíš.. Takže znovu :)

    HW RAID má výhodu v tom, že je nezávislý na operačním systému. Pokud je RAID jen softwarové, stačí malá chyba v operačním systému, zatuhnutí kernelu, či nenadálý restart, a RAID-5 pole je narušeno, a s ním často nejen konzistence dat, ale i jejich integrita.

    SW RAID mohu použít do low-endových serverů, ale nikam jinam. HW RAID, narozdíl od SW řešení, toto řeší, zajišťuje za všech okolností konzistenci dat.

    A poté je zde otázka výkonu. Testoval jsem to, a například výkon RAID-5 na ICH9R (a quadcore CPU) je při rebuildu pole naprosto katastrofální, rychlost zápisu klesá na 5MB/s, zatímco s HW RAID se při rebuildu dá zcela normálně pracovat.

    Rebuild SW RAID znamená de-facto kolaps serveru, kdy se i desítky hodin nená nic dělat. Podobné je to když spustíš řešené náročné na CPU (zpracování audia či videa, komprese), a zároveň se má zapisovat na RAID-5, zde prostě softwarové řešení nestíhá. Můžeš si fantazírovat co chceš, ale toto je prostě fakt.

    Až budeš mít v této oblasti více praktických zkušeností, zkus zase něco napsat. ;)Navíc tento článek není o srovnání výkonu (to, že neumíš chápat psaný text, je už probráno...)

  18. 18 Martin Kudláček 16.11.08, 11:11:24
    FB

    [17] Dobry den Radku, mohl byste napsat hodnoty, ktere Vam nad diskem vraci 'hdparm -tT'? Vim, ze jste zde zverejnoval grafy, ale rad bych porovnal hodnoty vracene stejnym testem.

  19. 19 Radek Hulán 16.11.08, 12:11:08
    FB

    [18] nemohl, na PC s Adaptec 3405 používám Linux jen virtualizovaně, nativně jede Vista x64.. (vím, šlo by použít Live CD, ale to se mi opravdu nechce stahovat)

  20. 20 Urban Novák 16.11.08, 08:11:00
    FB

    Víte někdo jak je to s kompatibilitou různých raid řadičů? Pokud mi odejde raid řadič, můžu ho nahradit jiným typem, případně i od jiného výrobce?

  21. 21 Pavel Flajšhans 19.11.08, 09:11:03
    FB

    Mohu potvrdit problém s nasazením SW RAID 5 na serveru. Provozovali jsme (kvůli úspoře peněz) RAID 5 s pomocí md utils na Linuxu a výsledkem po roce je nekonzistence dat. Po občasných restartech či výpadcích proudu se data dostala do stavu, kdy jsme si nebyli jisti, co to vlastně čteme za data.
    Prozřeli jsme, nakoupili 2x Adaptec 3805 i s battery packem (provozujeme 2x 6 disků) a od té doby (je to již rok) nebyl jediný problém s konzistencí dat na discích, kdy došlo k výpadkům napájení, vytržení napájecího kabelu a i kernel panicu.
    Mohu tedy potvrdit, že HW RAID má své opodstatnění, pokud se tedy nepohybujete jen na uživatelské úrovni, ale platíte peníze za jakékoliv prostoje či výpadek dat.

  22. 22 Pavel Flajšhans 19.11.08, 10:11:52
    FB

    [20] Jednotný formát dat neexistuje. U Adaptecu je to například tak, že pokud vyměníte řadič v rámci rodiny "Unified Serial Architecture", což jsou prakticky všechny HW řadiče (v tom nejsou rádoby HW řadiče od Adaptecu, ve skutečnosti jen SW) pro SAS/SATA disky, tak není problém s kompatibilitou dat.

  23. 23 Štěpán Brunclík 23.04.09, 03:04:37
    FB

    [9] Obávám se, že situace je poněkud složitější. Samozřejmě je nesmysl, že by Vista s takovým svazkem neuměla pracovat, ale jistá omezení zde jsou a to ve směru instalace windows na takový svazek či bootování z takového svazku. Pro podrobnější info viz. "http://support.microsoft.com/kb/946557/en-us#appliesto..."