Intel Matrix Storage Manager vs RAID logiciel Linux

Question

Le chipset que j'utilise prend en charge la technologie Intel RSTe. Cela signifie que j'ai deux options pour la configuration RAID:

Logiciel RAID Linux ordinaire utilisant la commande mdadm.
RSTe (soit par le BIOS, soit à l'aide de la commande mdadm avec le commutateur -e imsm).

Étant donné que mdadm peut être utilisé pour les deux, je ne comprends pas la différence entre les deux.

Qu'est-ce que RSTe me donne par rapport au RAID logiciel Linux classique?
Lorsque vous êtes en mode RSTe, le chemin d’E/S RAID réel (c’est-à-dire la mise en miroir et la répartition en bandes) est-il géré par Linux md ou par le BIOS.
En particulier, lorsque j’utilise "matrice RAID" (c’est-à-dire que le RAID couvre des partitions spécifiques plutôt que les disques entiers), dois-je installer manuellement grub sur les deux MBR?

allquixotic · Accepted Answer

Vue d'ensemble

Il existe trois types courants de RAID disponibles:

Software RAID: cela signifie que votre BIOS et d’autres systèmes d’exploitation pensent que vous disposez réellement de deux disques distincts, mais uniquement au niveau logiciel, votre système d’exploitation utilise un format sur disque spécifique au système d’exploitation pour le RAID (mise en miroir, bandes de parité, etc.). ). Tout le traitement est effectué par la CPU sans support matériel.
BIOS RAID: Également appelé "Fake RAID" ou "Host RAID", cela signifie que le microprogramme de votre carte mère (plus précisément, votre contrôleur SATA/SAS) prend en charge de manière explicite la reconnaissance des périphériques RAID. Au niveau du périphérique logique (lun), vos multiples disques durs apparaîtront comme un seul disque pour le système d'exploitation. C’est essentiellement le contrôleur SATA/SAS qui dit "Je n’ai qu’un seul disque dur. Eh bien, c’est en fait deux, mais chut, c’est un seul, croyez-moi". En d'autres termes, le système d'exploitation peut dire qu'il s'agit d'une configuration RAID, mais le système d'exploitation * n'est pas responsable du format sur disque de la parité/segmentation RAID/etc. Cependant, même dans ce mode, la CPU effectue tous les calculs pour les bits de parité et la répartition. La carte mère, le BIOS et le contrôleur SATA ont juste assez de logique pour "combiner" physiquement les périphériques et définir un format sur disque pour le RAID. Mais ils ne disposent pas d’un processeur dédié pour effectuer les calculs et dépendent des logiciels du système d’exploitation qui indiquent au processeur de les effectuer. C’est pourquoi vous devez toujours informer Linux de votre BIOS RAID. (Intel Matrix/RST est un type de BIOS RAID).
Hardware RAID: vous utilisez une puce dédiée dont le seul objectif est de traiter les données requises pour le RAID. La puce peut être assez puissante. Certains contrôleurs RAID matériels ont en fait une puce double cœur, de type processeur, bien qu’il soit spécialement optimisé pour exécuter un système d’exploitation intégré qui effectue TRÈS rapidement des calculs RAID, tels que des bits de parité pour RAID-5 ou l’ajout de bandes pour RAID. -0. Les disques durs sont physiquement câblés dans la carte RAID, qui fournit un contrôleur SATA/SAS, généralement un cache de lecture et d'écriture en DRAM ou Flash, une mise en file d'attente de commandes native et un processeur central embarqué qui effectue les calculs les plus mathématiques. Ces puces matérielles coûtent entre 150 USD à l’entrée de gamme et plusieurs milliers de personnes pour les fonds de panier RAID de centres de données industriels.

Compatibilité

En général, chaque type de RAID est "lié" à un aspect particulier qui, lorsque cet aspect change, pose des problèmes de compatibilité.

Le logiciel RAID est lié au système d'exploitation qui a défini le format RAID. Parfois, entre deux versions différentes du même système d'exploitation, le format RAID est rompu, ce qui entraîne une incompatibilité. Bien qu’il soit théoriquement possible de prendre en charge tout format de logiciel RAID par tout autre système d’exploitation, puisqu’il s’agit uniquement de logiciel , dans la pratique, la plupart des systèmes d’exploitation présentent des formats RAID incompatibles. le système peut reconnaître. Cependant, la compatibilité la plus connue est celle des formats RAID utilisés de manière native par le noyau Linux (md comme indiqué dans l'OP), qui peuvent également reconnaître le logiciel RAID de Windows, appelé Dynamic Disks.
Le BIOS RAID est lié à la carte mère que vous possédez. Il peut être possible de déplacer des disques formatés avec un format BIOS RAID particulier vers une autre carte mère avec une solution RAID BIOS similaire; Par exemple, Intel RST sur un autre système avec RST. Mais vous devrez faire une recherche approfondie avant de prendre une décision, afin de vous assurer qu'il sera compatible si vous tenez à ce que ce soit compatible.
Le RAID matériel est lié à ce contrôleur matériel spécifique ou à une série de contrôleurs matériels explicitement désignés par le fabricant comme étant compatibles. Certains fournisseurs maintiennent un format de disque RAID matériel très cohérent, pris en charge par de nombreuses générations de contrôleurs. d'autres changent de format plus souvent. Encore une fois, vous devrez faire des recherches au cas par cas.

Performance

Les performances dépendent en grande partie de comment vous configurez les paramètres de base de la matrice RAID et moins de la solution spécifique. En général, les contrôleurs RAID matériels ont le "plafond" le plus élevé pour des performances maximales; De plus, ils ne taxent pas autant votre processeur que les autres solutions. Toutefois, si vous choisissez un type de RAID incorrect pour votre charge de travail, une taille de bande incorrecte ou une approche de mise en cache incorrecte, un contrôleur RAID matériel peut également être extrêmement lent, plus lent que l'un des disques fonctionnant en mode non RAID. Il en va de même pour les autres solutions, qui peuvent également être extrêmement lentes.

Le RAID logiciel convient mieux à la configuration RAID-1, car la mise en miroir est une simple copie des mêmes données sur deux disques et il n’ya pas de bits de parité à calculer. RAID-5 sur logiciel Le RAID est horrible.
Les performances du BIOS RAID sont généralement comparables à celles du RAID logiciel, mais certains contrôleurs RAID et formats de disque sont connus pour leur bêtise ou leurs performances médiocres. En général, si vous devez choisir entre RAID logiciel et BIOS RAID, le premier est un peu plus prometteur en termes de performances, , surtout si vous utilisez une distribution Linux récente.
Les performances RAID matérielles peuvent être incroyablement rapides en raison de la puissance de traitement optimisée du processeur du contrôleur RAID, conçu pour un débit élevé, comme une puce multi-cœur. C'est donc un sérieux problème. Le principal inconvénient est que vous perdez de la flexibilité - vous ne pouvez pas simplement insérer les disques dans un autre ordinateur sans contrôleur RAID matériel - et cela vous coûte cher. Le RAID matériel est le meilleur niveau pour utiliser RAID-5 ou RAID-6, en particulier si vous avez beaucoup de disques (4 ou plus).

Global

Bien que le BIOS RAID soit pris en charge par Linux, je ne peux pas vous recommander de l'utiliser.

Maintenant, pour répondre directement à vos questions, après que je vous ai donné la longue réponse:

Qu'est-ce que RSTe me donne par rapport au RAID logiciel Linux classique?

Voir les comparaisons ci-dessus entre logiciel RAID et BIOS RAID. "RSTe" est une instance de BIOS RAID; Linux md RAID sans le -e imsm est une instance de logiciel RAID.

En mode RSTe, le chemin d’E/S RAID réel (c’est-à-dire la mise en miroir et la répartition en bandes) est-il géré par Linux md ou par le BIOS.

Si vous parlez du chemin de données, il est toujours géré par la CPU (et donc par le système d'exploitation) à moins que vous n'ayez une carte RAID matérielle dédiée. Je ne pense pas sur toutes les cartes mères, même si certains chipsets de serveur haut de gamme pourraient me surprendre ...

En particulier, lorsque j’utilise "matrice RAID" (c’est-à-dire que le RAID couvre des partitions spécifiques plutôt que les disques entiers), dois-je installer manuellement grub sur les deux MBR?

Non. En fait, vous n'avez jamais besoin d'installer GRUB sur les deux MBR. Prenons cela au cas par cas:

RAID logiciel: Il suffit de choisir un disque sur lequel installer GRUB, et de le définir dans l'ordre du BIOS pour qu'il démarre en premier. N'oubliez pas que vous pouvez mettre en miroir des partitions individuelles si vous le souhaitez, de sorte que les disques ne doivent pas nécessairement être bits pour bits identiques dans RAID logiciel. On peut avoir un MBR avec un chargeur de démarrage et on ne peut rien avoir dans le MBR.
BIOS RAID: Le BIOS vous dira qu'il ne s'agit que d'un "disque" (il l'appellera en réalité ce qu'il est, une matrice RAID), afin que vous ne puissiez pas choisir où installer GRUB. Lorsque vous y installez Linux, le MBR (y compris le chargeur de démarrage) et tous les autres secteurs des deux disques sont copiés entre les deux disques. Ainsi, contrairement au RAID logiciel, le BIOS RAID impose que les deux disques doivent être bloc par bloc, car ils ne peuvent pas être séparés en tant que deux périphériques logiques. le contrôleur de disque dit ils sont UN périphérique logique, pas deux. Donc, vous ne pouvez pas simplement dire "Je veux écrire des données sur le lecteur 0 mais pas sur le lecteur 1". Pas possible. Mais c’est tout à fait possible avec Software RAID.
RAID matériel: le BIOS vous dira qu'il ne s'agit que d'un "disque" et, en ce qui concerne le BIOS, il ne sait même pas que vous traitez avec plusieurs disques. Le contrôleur RAID extrait complètement tous les détails du système RAID du système d'exploitation et du BIOS, sauf dans la mesure où vous pouvez configurer certains contrôleurs RAID matériels à l'aide de certains type de protocole personnalisé au sein du système d'exploitation. Mais les périphériques sont complètement inséparables de la couche logicielle, à l'instar du BIOS RAID.

Modifier: Mise à jour pour obtenir plus de réponses aux questions

Je n'arrive toujours pas à comprendre certaines choses. Tout d'abord, à propos d'un BIOS RAID: je peux le construire avec mdadm, afin que Linux ne me cache pas les disques sous-jacents.

C'est bizarre et difficile à expliquer. Fondamentalement, les disques apparaissent comme une seule couche sur certaines couches et deux autres. Mais je parie qu'avec le BIOS RAID, chaque disque n'aura pas son propre nœud de périphérique, par exemple. /dev/sda et /dev/sdb. Si c'est le cas, votre BIOS RAID est différent de ce que j'ai vu.

à propos de grub et des MBR: si un RAID couvre des partitions plutôt que des disques, je peux toujours voir les disques sous-jacents. Le MBR n'est pas sous RAID et vous devez donc installer le chargeur de démarrage deux fois pour pouvoir démarrer en cas de défaillance du disque. Est-ce correct?

Il n'est pas douloureux d'installer une autre copie, mais en cas de défaillance d'un disque, le démarrage sera le moindre de vos problèmes. En bref, allez-y et faites-le si vous voulez, mais ce n'est pas la chose la plus importante. L'installation de grub à partir d'un CD live sur un disque dur est simple.

Les disques en RAID (surtout s'ils sont de la même marque et du même modèle, fabriqués dans la même usine et fonctionnant côte à côte à la même température) risquent de tomber en panne rapidement, l'un après l'autre. Donc, si un disque échoue, il est probablement incertain que vous ne mettiez pas un nouveau disque dans votre ordinateur et que vous démarriez la reconstruction: il est fort probable que, lors de la reconstruction, le dernier disque contenant une copie cohérente des données échouera. C'est à ce stade, lorsque vous arrivez au dernier disque restant, que je recommanderais à un expert (ou faites-le vous-même si vous êtes doué en matériel) de retirer les plateaux du disque d'origine, achetez un nouveau disque de marque/modèle identique. , mettez les plateaux dedans et lisez les données en utilisant le nouveau disque. Cela coûte cher et prend du temps, mais c'est le moyen le plus sûr de conserver vos données.

Voilà donc cinq questions auxquelles j'ai répondu pour vous. si vous avez trouvé une quelconque valeur dans cette information, veuillez cocher la réponse de manière appropriée. Merci.

Robert Siemer · Answer

La réponse d’Allquixotic est trop longue:

Qu'est-ce que RSTe me donne par rapport au RAID logiciel Linux classique?

Prise en charge du démarrage et ensemble de fonctionnalités légèrement différent. C’est un format de données. - Vous pouvez même l’utiliser sans l'option RST d'Intel ROM (vous n'avez alors aucun support de démarrage particulier). Ce que le format implique est écrit dans la page de manuel mdadm.

En mode RSTe, le chemin d'accès réel des entrées/sorties RAID (c'est-à-dire la mise en miroir et la répartition en bandes) est-il géré par le md Linux ou par le BIOS

Par Linux md (c’est-à-dire le noyau entièrement).

Cela laisse une question ouverte: pourquoi la RST d’Intel est-elle limitée à certains chipsets? Ils ne participent pas du tout au RAID. Au mieux, ils stockent un peu, ce qui indique à Option ROM de refuser de s'exécuter sur des chipsets non pris en charge.

Ted Mittelstaedt · Answer

Hmmm une réponse trop longue l'autre trop courte.

RST "raid" est principalement utilisé si vous double-amorcez un poste de travail car Intel produit des pilotes Windows et Linux et vous pouvez configurer le raid dans le BIOS. Vous configurez le RAID, partitionnez le disque virtuel et pouvez effectuer un double démarrage avec les deux systèmes d'exploitation comprenant les multiples partitions.

mdam est pour si le serveur est dédié à Linux. C'est "mieux", car si vous reconstruisez un tableau, vous le faites à partir du système d'exploitation et non du BIOS, la vitesse de reconstruction est donc beaucoup plus rapide. Avec les gros disques, la reconstruction du BIOS peut prendre plusieurs jours.

Mais la réalité est que vous choisissez entre un morceau de C vert ou un morceau de C bleu. La réalité est que le logiciel RAID est fondamentalement un raid de "dernière chance".

Si vous perdez un disque dans une matrice RAID logicielle, cela vous permet essentiellement d’arrêter immédiatement le serveur, d’effectuer une sauvegarde complète, de remplacer le disque défaillant et peut-être du reste des disques, puis de recréer la matrice ou d’essayer de la reconstruire. Bien souvent, il est plus rapide de remplacer le disque, puis de tout effacer, de recréer la matrice, puis de démarrer à partir d’un disque de restauration, puis de restauration à partir de la sauvegarde.

Avec une puce matérielle, tous les disques peuvent être placés dans des bacs remplaçables à chaud. En cas d'échec, un voyant rouge s'allume. Sur le disque défaillant, vous l'éjectez, vous le remplacez par un nouveau disque, puis la carte RAID matériels reconstruit automatiquement le disque. tableau alors que le serveur est toujours en cours d'exécution.

En théorie, il est possible de le faire si vous avez des plateaux remplaçables à chaud et un ensemble de logiciels Linux mdam. En pratique, vous risquez une panique et le serveur peut facilement ne pas démarrer sur le disque restant.

L'autre problème concerne le type de disques utilisé. En vieillissant, les disques de poste de travail commencent à développer des secteurs défectueux qui sont remappés en interne par le disque en secteurs de rechange. Le problème est que cette reconfiguration ne se produit que sur une écriture - le disque la retardera si une lecture se produit sur un secteur défectueux et sur certains modèles de disque, le secteur défectueux ou défaillant est relu à plusieurs reprises, comparant le résultat à chaque fois jusqu'à ce qu'il le décide. a les meilleures données qu'il peut obtenir de ce secteur avant de le remapper. Ce processus peut prendre environ une minute et pendant ce temps, vous avez maintenant un disque dans la baie, ignorant les codes de commande, de sorte que le logiciel RAID du logiciel se bloque et marque la baie comme étant dégradée. Au redémarrage, vous avez maintenant deux disques avec le même secteur qui peuvent avoir des données différentes entre les disques, de sorte que le gestionnaire RAID logiciel ne sait pas ce qui est "bon", le disque sans erreur ou le disque qui a remappé un secteur avec la meilleure approximation des données dont il disposait. Western Digital fabrique des disques "rouges" censés être utilisés dans des matrices RAID logicielles qui ne le font pas. Ils échouent simplement lorsqu’un secteur est lu immédiatement quand ils détectent un secteur défectueux et le remappent afin que le gestionnaire de matrice puisse extraire les données du secteur. sur le bon lecteur et écrivez-le sur le lecteur avec le secteur défaillant. Inutile de dire qu'ils facturent un supplément pour ces disques.

En résumé, n'utilisez pas de logiciel RAID pour un serveur qui ne peut tolérer un temps d'indisponibilité en cas de défaillance d'un disque. Il est principalement conçu pour les stations de travail sur lesquelles les utilisateurs ne sauvegardent pas régulièrement, ainsi que pour les petits serveurs SOHO sauvegardés pouvant tolérer une journée d'indisponibilité environ si un disque tombe en panne.