Контроллер Smart Array 5300

Андрей Борзенко
Шеф-редактор еженедельника PC Week/RE
aborz@pcweek.ru

Контроллеры SA-5300, прошедшие тестирование на компьютерах Compaq ProLiant, предназначены для серверов рабочих групп и отделов. Новый контроллер массива обеспечивает решение двух основных задач: защита данных и улучшение производительности системы. В частности, при отказе диска контроллеры Smart Array обеспечивают восстановление данных в реальном времени, а также продлевают время бесперебойной работы системы и готовности сети с защитой данных от потерь. Кроме того, одновременная работа нескольких дисков повышает производительность системы. Уровень отказоустойчивости и эффективности зависит от возможностей конкретной модели RAID-контроллера.

Как и другие устройства этого семейства, SA-5300 полностью совместим с предыдущими поколениями контроллеров Smart Array, облегчая миграцию данных с сервера на сервер и модернизацию самого контроллера.

Отличительные особенности данного устройства:

• высокая производительность операций ввода/вывода;
• новый уровень RAID для более эффективной защиты данных и повышения отказоустойчивости;
• модульная конструкция, обеспечивающая простоту расширения числа каналов
  SCSI или стыковку с SAN при помощи технологии SAN Access;
• дополнение к семейству StorageWorks Enclosure 4300 и 4200;
• поддержка совместной работы устройств SCSI Ultra3 и Ultra2 без взаимного
  ухудшения производительности;
• совместимость на уровне данных и ПО с другими продуктами семейства Smart
  Array.

Стоимость владения

Использование контроллеров SA-5300 дает значительную экономию за счет снижения совокупной стоимости владения (TCO). Во-первых, все модели контроллеров Smart Array совместимы по данным, что позволяет в любой момент провести их модернизацию (для достижения лучших характеристик, расширения емкости и улучшения готовности). Даже промежуточные поколения контроллеров Smart Array понимают формат данных других контроллеров этого семейства.

Все продукты семейства Smart Array используют стандартный набор программ управления и утилит. Этот набор позволяет уменьшить TCO, снижая требования к уровню технической подготовки и обучения, которые необходимы для установки и обслуживания накопителей данных серверов Compaq.

В различных серверах Compaq, дисковых массивах и системах хранения данных используется единый форм-фактор (универсальный жесткий диск). Совместимость со многими корпоративными платформами позволяет по выбору пользователя развертывать эти диски для быстрого наращивания емкости хранения и перемещения данных между системами, а также упрощает обращение с резервными дисками.

Раннее оповещение об отказе (Pre-Failure warranty) означает, что ПО Compaq Insight Manager не только предупреждает о ненадежности диска, но также позволяет заменить диск до его действительного отказа.

Характеристики

SA-5300 – основной контроллер семейства Smart Array. Он обеспечивает хороший уровень эффективности и емкости, продвинутый уровень защиты от отказов и высокий уровень модульного наращивания.

SA-5300 поддерживает до четырех каналов Ultra 3 SCSI; в базовой комплектации он имеет два канала и расширяется до четырех с помощью платы расширения. Планируется выпустить также плату расширения с интерфейсом Fibre Channel. Дополнительно контроллер поддерживает все традиционные возможности семейства Smart Array, такие как автоматическое распознавание массивов, созданных контроллерами предыдущих поколений; расширение размера массива без прерывания работы; изменение уровня RAID без прерывания работы, а также другие расширенные функции.

Контроллер SA-5300 может поддерживать до 14 дисков на один канал. Это означает, что четырехканальная модель работает с 56 дисками, а двухканальная – с 28. Этот пример основывается на использовании корпусов StorageWorks 4214 или 4314, которые поддерживают по 14 дисков каждый. Кроме того, модель SA-5302 имеет два внутренних и два внешних SCSI-разъема, что обеспечивает поддержку как внутренних, так и внешних дисков. Каждый из каналов имеет внутренний и внешний разъемы. Модель SA-5304/128 обеспечивает по четыре внутренних и внешних разъема для подключения дисков.

Размер буфера SA-5300 варьируется и составляет 128, 64 или 32 Мбайт памяти с контролем и исправлением ошибок ECC. Все стандартные модели контроллеров могут поставляться с любым размером буфера. Кроме того, пользователи, купившие контроллер SA-5300 с 32 или 64 Мбайт кэш-памяти, смогут расширить ее до 128 Мбайт при помощи комплекта модернизации, поставляемого по стандартным каналам Compaq.

В контроллере SA-5300 используется кэш-память с батарейным питанием. В случае отказа контроллера или сервера кэш-память можно извлечь из неисправного контроллера SA-5300 и поместить на другую работоспособную плату контроллера, после чего кэшированные данные будут записаны на диски. Помимо этого, батарейное питание обеспечивает автономную работу в течение четырех суток. Кроме того, конструкция позволяет использовать избыточность (резервные батареи) и заменяемые батареи для повышения защищенности данных и удобства обслуживания. Дело в том, что в контроллере SA-5300 применяются портативные батарейные источники резервного питания, которые можно заменять по отдельности без использования инструментов – при замене батарей нет необходимости снимать саму плату контроллера.

С контроллером SA-5300 можно использовать те же конфигурационные утилиты и
управляющее ПО, что и с предыдущими моделями контроллеров Smart Array. Он поддерживает
следующие ОС: Microsoft Windows NT 4.0 и Windows 2000, Novell NetWare, 4.x,
5.x SCO OpenServer 5.04, 5.05, UnixWare 7.1.x, Linux, IBM OS/2 Warp Server 4,
OS/Warp Server for e-business и Sun Solaris for X86. SA-5300 успешно работает
с утилитой конфигурирования (ACU), а также диагностическим (ADU) и управляющим
ПО (Insight Manager).

Новый уровень RAID — ADG (Advanced Data Guarding – усовершенствованная защита данных), по сути, представляет собой расширение уровня RAID-5 и обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости за счет использования второй независимой распределенной схемы контроля четности. В этой схеме, как и в RAID-5, данные распределяются по нескольким дискам, а затем вычисляется второй набор контроля четности, который также распределяется по всем дискам.

Отказоустойчивость

RAID ADG обеспечивает высокий уровень отказоустойчивости и может выдерживать одновременный отказ нескольких дисков. Это хорошее решение для критичных к надежности систем. RAID ADG имеет смысл применять в следующих случаях:

• если требуется более высокий уровень отказоустойчивости, чем обеспечивает
  RAID-5, и желательна использовать большие емкости хранения;
• если необходим более высокий уровень использования емкости хранения, чем
  тот, что обеспечивается RAID 1 и RAID 0+1, и желательно поддерживать более
  высокий уровень отказоустойчивости;
• если требуется создать большой RAID-массив, состоящий из более чем 10 дисков
  (до 56).

Для массивов из пяти и более дисков RAID ADG обеспечивает меньшую стоимость реализации и более высокую степень использования емкости носителей, чем RAID 1. Для дискового массива любого масштаба, чтобы обеспечить отказоустойчивость, RAID ADG использует два диска. Кроме того, отказоустойчивость RAID ADG выше, поскольку вероятность отказа второго диска RAID 1 в том же самом наборе, в котором находится и первый диск зеркальной пары, больше, чем вероятность отказа третьего диска в наборе RAID ADG.

Кроме того, RAID ADG обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости, чем RAID 5. Он допускает возможность одновременного отказа двух дисков без возникновения простоев и потери данных (RAID 5 допускает отказ только одного диска). Благодаря большей защищенности системы пользователи могут создавать более крупные RAID разделы, включающие до 56 дисков. Напомним, что RAID 5 рекомендуется для защиты только 14 дисков на один раздел.

При чтении данных эффективность RAID ADG равна эффективности RAID 5, но при записи данных он чуть медленнее, поскольку записываются дополнительные данные для контроля четности. Общая эффективность системы зависит от ряда факторов, поэтому разница в эффективности RAID 5 и RAID ADG определяется конкретной системой.

Производительность

Повышению производительности контроллера способствовали два значительных изменения в его архитектуре. Первое – это новый RAID (XOR)-процессор, который подсчитывает данные четности для обеспечения отказоустойчивости в режимах RAID 5 и RAID ADG. На этих уровнях RAID заметно значительное повышение общей производительности контроллера, обеспечиваемое более мощными возможностями обработки.

Второе – новая архитектура памяти, обеспечивающая обмен входящими и исходящими потоками данных с памятью контроллера по трем направлениям. Это усовершенствование увеличивает объем данных, перемещаемых между памятью контроллера и жесткими дисками, что приводит к повышению производительности работы на всех RAID-уровнях, поскольку увеличивается запас по рабочей нагрузке контроллера.

Полоса пропускания контроллера SA-5300 была расширена как при передаче данных между контроллером и дисками, так и между контроллером и сервером. Это достигается благодаря использованию шин Ultra3 SCSI и PCI 64 разряда / 66 МГц. Стандарт Ultra3 SCSI допускает ширину полосы пропускания канала до 160 Мбайт/с. С учетом четырех каналов контроллер может обеспечить общую полосу SCSI в 640 Мбайт/с. Новый PCI интерфейс поддерживает скорость обмена с сервером до 533 Мбайт/с.

Контроллеры семейства Smart Array 5300 — это ответ корпорации Compaq на требования рынка, касающиеся быстрого наращивания объемов данных, повышения производительности серверов, высокой отказоустойчивости и – в будущем – подключения серверов к сетевым системам хранения. Вместе с модулем доступа к сетевым системам хранения SA-5300 образует платформу, создающую мост между системами хранения с прямым доступом и SAN-инфраструктурой корпорации Compaq. После подключения клиенты смогут использовать преимущества корпоративных решений для резервного копирования, что позволит уменьшить расходы на управление серверными системами хранения и защитить текущие инвестиции.