Controler de matrice de discuri - Disk array controller

Un controler de matrice de discuri este un dispozitiv care gestionează unitățile de disc fizice și le prezintă computerului ca unități logice . Aproape întotdeauna implementează RAID hardware , deci este uneori denumit controler RAID . De asemenea, oferă adesea cache de disc suplimentară .

Controlerul de matrice de discuri este adesea scurtat incorect la controlerul de disc . Cele două nu trebuie confundate, deoarece oferă funcționalități foarte diferite.

Partea frontală și laterală

Un controler de matrice de discuri oferă interfețe front-end și interfețe back-end.

Un singur controler poate utiliza protocoale diferite pentru back-end și pentru comunicare front-end. Multe controlere de întreprindere folosesc FC pe front-end și SATA pe back-end.

Controlere de întreprindere

Articol principal: Matrice de discuri

Într-o arhitectură modernă a întreprinderii, controlerele de matrice de discuri (uneori numite și procesoare de stocare sau SP ) sunt părți ale carcaselor independente din punct de vedere fizic , cum ar fi matricile de discuri plasate într-o rețea de stocare (SAN) sau servere de stocare atașate la rețea (NAS) .

Acele matrice de discuri externe sunt achiziționate de obicei ca subsistem integrat de controlere RAID, unități de disc, surse de alimentare și software de gestionare. Depinde de controlere să ofere funcționalități avansate (diferiți furnizori le denumesc diferit):

  • Recomandare automată la un alt controler (transparentă către computerele care transmit date)
  • Operațiuni de lungă durată efectuate fără timp de nefuncționare
    • Formarea unui nou set RAID
    • Reconstruirea setului RAID degradat (după o defecțiune a discului)
    • Adăugarea unui disc la setul RAID online
    • Scoaterea unui disc dintr-un set RAID (funcționalitate rară)
    • Partiționarea unui set RAID pentru a separa volume / LUN-uri
  • Instantanee
  • Volumele de continuitate a activității (BCV)
  • Replicare cu telecomandă ....

Controlere simple

Image
Promise Technology Controler ATA RAID

Un controler simplu de matrice de discuri se poate potrivi în interiorul unui computer, fie ca o placă de expansiune PCI , fie doar construit pe o placă de bază . Un astfel de controler oferă de obicei funcționalitatea adaptorului de magistrală de gazdă (HBA) pentru a economisi spațiu fizic. Prin urmare, este uneori numit adaptor RAID .

Din februarie 2007, Intel a început să-și integreze propriul controler RAID Matrix în plăcile lor de bază mai performante, oferind control asupra a 4 dispozitive și altor 2 conectori SATA și totalizând 6 conexiuni SATA (3Gbit / s fiecare). Pentru compatibilitate inversă, este prezent și un conector IDE capabil să conecteze 2 dispozitive ATA (100 Mbit / s).

Istorie

În timp ce controlerele hardware RAID au fost disponibile pentru o lungă perioadă de timp, au necesitat întotdeauna hard disk-uri SCSI scumpe și au ca scop serverul și piața de calcul high-end. Avantajele tehnologiei SCSI includ permiterea a până la 15 dispozitive pe o singură magistrală, transferuri de date independente, schimbare la cald , MTBF mult mai mare .

În jurul anului 1997, odată cu introducerea ATAPI-4 (și astfel a Ultra-DMA-Mode 0 , care a permis transferuri rapide de date cu o utilizare mai redusă a procesorului ), primele controlere RAID ATA au fost introduse ca plăci de expansiune PCI. Aceste sisteme RAID și-au făcut drum spre piața de consum, unde utilizatorii doreau toleranța la erori a RAID fără a investi în unități SCSI scumpe.

Unitățile ATA fac posibilă construirea sistemelor RAID la un cost mai mic decât cu SCSI, dar majoritatea controlerelor RAID ATA nu au un buffer dedicat sau hardware XOR de înaltă performanță pentru calcularea parității. Ca rezultat, ATA RAID funcționează relativ slab în comparație cu majoritatea controlerelor SCSI RAID. În plus, siguranța datelor suferă dacă nu există o copie de rezervă a bateriei pentru a termina scrisurile întrerupte de o întrerupere a curentului.

Suport pentru sistemul de operare

Deoarece controlerele hardware RAID prezintă volume RAID asamblate , sistemele de operare nu sunt strict necesare pentru a implementa configurația și asamblarea completă pentru fiecare controler. Foarte adesea, numai funcțiile de bază sunt implementate în driverul de software open-source , caracteristicile extinse fiind furnizate prin bloburi binare direct de către producătorul hardware.

În mod normal, controlerele RAID pot fi complet configurate prin BIOS-ul cardului înainte de pornirea unui sistem de operare și, după pornirea sistemului de operare, utilitățile de configurare proprietare sunt disponibile de la producătorul fiecărui controler, deoarece setul exact de caracteristici al fiecărui controler poate fi specific pentru fiecare producător și produs. Spre deosebire de controlerele de interfață de rețea pentru Ethernet , care pot fi de obicei configurate și deservite în întregime prin paradigmele comune ale sistemului de operare precum ifconfig în Unix , fără a fi nevoie de instrumente terțe, fiecare producător al fiecărui controler RAID oferă de obicei propriul software proprietar. instrumente pentru fiecare sistem de operare pe care consideră că le acceptă, asigurând un blocaj al furnizorului și contribuind la probleme de fiabilitate.

De exemplu, în FreeBSD , pentru a accesa configurația controlerelor RAID Adaptec , utilizatorii sunt obligați să activeze stratul de compatibilitate Linux și să utilizeze instrumentele Linux de la Adaptec, putând compromite stabilitatea, fiabilitatea și securitatea configurării lor, mai ales atunci când iau vedere pe termen lung în minte. Cu toate acestea, acest lucru depinde în mare măsură de controler și dacă este disponibilă o documentație hardware adecvată pentru a scrie un driver, iar unele controlere au versiuni open-source ale utilitarelor lor de configurare, de exemplu, mfiutil și mptutil este disponibilă pentru FreeBSD de la FreeBSD 8.0 (2009) ), precum și mpsutil / mprutil din 2015, fiecare acceptând doar driverele de dispozitiv respective, acest din urmă fapt contribuind la umflarea codului .

Unele alte sisteme de operare și-au implementat propriile cadre generice pentru interfața cu orice controler RAID și oferă instrumente pentru monitorizarea stării volumului RAID, precum și facilitarea identificării unității prin clipirea LED-urilor, gestionarea alarmelor, denumirile de discuri de rezervă fierbinți și frecarea datelor § RAID din în cadrul sistemului de operare fără a fi nevoie să reporniți în BIOS-ul cardului. De exemplu, aceasta a fost abordarea adoptată de OpenBSD în 2005 cu ajutorul pseudo-dispozitivului său bio (4) și utilitarului bioctl , care oferă starea volumului și permit controlul LED / alarmă / hotspare, precum și senzorii (inclusiv unitatea senzor ) pentru monitorizarea stării de sănătate; această abordare a fost ulterior adoptată și extinsă de NetBSD și în 2007.

Cu bioctl , setul de caracteristici este menținut în mod intenționat la un nivel minim, astfel încât fiecare controler să poată fi susținut de instrument în același mod; configurația inițială a controlerului este menită să fie efectuată prin BIOS-ul cardului, dar după configurarea inițială, toată monitorizarea și repararea de zi cu zi ar trebui să fie posibilă cu instrumente unificate și generice, ceea ce este setat să realizeze bioctl .

Referințe

Acest articol se bazează pe material preluat din Free On-line Dictionary of Computing înainte de 1 noiembrie 2008 și încorporat în termenii „relicențiere” din GFDL , versiunea 1.3 sau ulterioară.