RAID 7 массив, приятный во всех отношениях
Дисковые массивы различного назначения производят около 50 фирм, объединенных в RAB (RAID Advisory Board) Ассоциацию разработчиков RAID. Мы уже рассказывали об особенностях накопителей фирмы EMC и приводили некоторые сведения из истории RAID (см. PC Week/RE, №6/96, c. 13). В этой статье подробно рассматривается продукция корпорации Storage Computer.
Сотни ведущих мировых промышленных, финансовых, страховых, медицинских и иных компаний используют выпускаемые с 1992 г. накопители RAID 7. В нашей же стране их активное применение началось лишь в прошлом году, когда московская фирма ALLY стала VAR-партнером американской корпорации Storage Computer (Нашуа, шт. Нью-Гемпшир), обеспечив российским пользователям разработку спецификаций, поставку, установку и техническое сопровождение этих весьма неприхотливых устройств.
Менеджер Storage Computer GmbH Николас Балдвин (Nicholas Baldwin) и вице-президент ALLY Сергей Автоманов уверены, что в России спрос на накопители RAID 7 будут непрерывно возрастать
27 февраля 1996 г. в Москве состоялся семинар, собравший пользователей, озабоченных проблемами расширения подвластного им дискового пространства. Несмотря на явно коммерческую направленность, он был лишен рекламного налета и больше походил на академическую лекцию по вопросам надежного хранения данных на жестких носителях информации. Основными докладчиками были менеджер Storage Computer GmbH Николас Балдвин (Nicholas Baldwin) и вице-президент ALLY Сергей Автоманов.
В накопителе все должно быть прекрасно
Как известно, три характеристики определяют качество дискового массива: надежность, быстродействие, масштабируемость. По словам вице-президента ALLY Сергея Автоманова, до появления RAID 7 на рынке были очень емкие и надежные дисковые массивы, но они обладали недостаточно высокими временными характеристиками. Быстрые и надежные дисковые массивы плохо наращивались, а те, которые масштабировались хорошо, с возрастанием емкости сильно теряли либо в надежности, либо во времени доступа. Кроме того, большинство изготавливаемых массивов были очень критичны к типу используемых физических дисков.
Инженеры Storage Computer, приступая к разработке RAID нового поколения, ставили перед собой задачу создания доступного по ценам массива, “приятного во всех отношениях”: легко масштабируемого (чтобы во время эксплуатации массива пользователь мог самостоятельно добавлять в него необходимое количество физических дисков или заменять используемые диски на более емкие, причем не обязательно от одного производителя), быстродействующего (да настолько, чтобы общая емкость массива не влияла на время доступа к хранимым данным) и одинаково надежного при любой емкости.
Storage Computer единственный изготовитель RAID 7
Весьма трудная технологическая задача была успешно решена специалистами Storage Computer, разработавшими в свое время архитектуры RAID 3 и RAID 5. Предложенная ими исключительно эффективная асинхронная архитектура RAID 7 допускает использование от 1 до 12 внешних каналов связи, от 4 до 256 Мб внутренней кэш-памяти, от 3 до 48 физических дисков разной емкости разных изготовителей с разными характеристиками. При этом для каждого внешнего SCSI-канала все дисковое пространство может быть разбито на логические диски (от 1 до 120) произвольного объема. Размер логического диска может быть как меньше, так и больше, чем отдельных физических дисков, образующих массив.
Интересно отметить, что архитектура RAID 7 одинаково эффективна при передаче длинных блоков данных, когда скорость обмена определяется только производительностью интерфейса, и при обработке большого числа транзакций, связанных с передачей небольших порций информации.
Алгоритмы функционирования устройства представляют конфиденциальную информацию. Так как Storage Computer не продает и не лицензирует архитектуру RAID 7, другие фирмы устройства этого типа не производят.
С 1992 г. менялась элементная база, совершенствовалась внутренняя операционная система, но общая архитектура RAID 7, предвосхитившая многие тенденции в развитии компьютерной техники, оставалась практически неизменной, сохраняя капиталовложения пользователей, сделавших на нее ставку. Кстати, RAID 7 не стандарт на изготовление дисковых массивов, как думают некоторые, а торговая марка корпорации Storage Computer. Тем не менее эта архитектура в 1995 г. была сертифицирована ассоциацией RAB и включена в издаваемую ею книгу RAIDBook.
Архитектура RAID 7 с разных точек зрения
Накопитель RAID 7 устроен достаточно сложно. По существу, он представляет собой специализированный компьютер, работающий под управлением собственной операционной системы. Основу архитектуры RAID 7 составляет внутренняя шина X-bus с пропускной способностью 80 Мб/с. Для сравнения заметим, что пропускная способность наиболее популярного в настоящее время канала SCSI-2 составляет 20 Мб/с, а скорость считывания данных с физического жесткого диска обычно не превышает 35 Мб/с.
Поэтому даже одновременное подключение к RAID 7 четырех компьютеров никак не скажется на времени доступа к данным. На практике запросы на доступ к данным никогда не поступают одновременно, так что устройства, выпускаемые в настоящее время под торговой маркой RAID 7, допускают подключение до 12 компьютеров.
RAID 7 выпускается в трех исполнениях: настольном (позволяет использовать от 3 до 12 физических дисков), монтируемом в стойку (от 3 до 27 дисков) и “консоль” (от 12 до 48 дисков). Отличительной особенностью архитектуры RAID 7 является то, что пользователь может устанавливать в устройство физические диски любой емкости, любого быстродействия, любого производителя (разумеется, у изготовителей системы есть “черные списки” дисков, так как зачастую даже “одноименные” диски одной фирмы имеют едва отличимые друг от друга модификации, весьма существенно отличающиеся эксплуатационными характеристиками).
Емкость дискового пространства RAID 7 в настоящее время может составлять от 5 до 420 Гб.
Возможно создание кластера из трех одновременно работающих массивов. В этом случае суммарный объем дискового пространства будет превышать 1 Тб.
По своему назначению устанавливаемые в RAID жесткие диски делятся на рабочие, контрольные и резервные. K особенностям архитектуры относится то, что независимо от числа используемых рабочих дисков контрольный диск (т. е. диск, содержащий контрольные суммы) может быть всего один. Это обеспечивает максимально плавную наращиваемость системы, так как при добавлении даже одного диска ее емкость увеличивается (в RAID других типов для увеличения емкости обычно необходимо подключать сразу целую группу дисков).
Для компьютера RAID 7 выглядит как обычное SCSI-устройство, поэтому к вычислительному оборудованию и используемому программному обеспечению не предъявляется никаких специальных требований. Не требуется и наличие дополнительных драйверов в применяемой операционной системе. Поэтому детище Storage Computer работает со всеми компьютерными платформами IBM PC, IBM RS/6000, IBM AS-400, HP, Digital, Sun, Silicon Graphics, Tricord, CRAY и т. д. и совместимо со всеми операционными системами Windows NT, Novell, SCO Unix, Solaris, SunOS, HP-UX, DigitalUNIX, AIX, DG-UX, OS/400 и др.
RAID 7 работает под управлением собственной операционной системы, и его конфигурирование осуществляется посредством подключаемой к массиву стандартной клавиатуры.
Состояние устройства, реальную скорость передачи данных и многие другие изменяющиеся в реальном масштабе времени характеристики можно видеть на экране стандартного монитора, который подключается к накопителю так же просто, как к любому компьютеру. Интересно отметить, что разработанное инженерами Storage Computer устройство можно использовать для отбраковки накопителей! Дело в том, что массив, прежде чем начать работу с новым физическим диском, подвергает его очень жесткому тестированию.
Кроме того, аналогичные по мощности проверки RAID 7 регулярно устраивает своим дискам “по собственной инициативе” и “в свободное от основной работы время”. Ведет RAID 7 и тщательную статистику сбоев, сопровождающих работу любого жесткого диска и обычно тщательно скрываемых от пользователя операционными системами “общего назначения”. Вместе с тем, по словам г-на Автоманова, RAID 7 “борется за жизнь” установленного в него физического диска значительно дольше, чем обычный настольный компьютер. И лишь в крайнем случае производит реконструкцию данных на диск из “горячего резерва”. Дальнейшее совершенствование массивов RAID 7 будет идти по пути увеличения используемого дискового пространства и расширения списка поддерживаемых SCSI-интерфейсов (SCSI-3, parallel и serial, Fiber Channel), а также совершенствования алгоритмов операционной системы SOS.
Немного о ценах
Чем больше емкость дискового массива, тем дешевле обходится пользователю каждый хранимый в нем мегабайт данных. Не так давно цена жестких дисков для обычных настольных машин составляла около доллара за мегабайт. Сейчас эта цифра примерно втрое ниже. Стартовая цена одного мегабайта емкости массива RAID 7 составляет (при минимальном объеме дисковой памяти) около 4 долл. за мегабайт, затем быстро падает до 2 долл. и плавно опускается до 70 центов/Мб. Так как диски быстро дешевеют (правило “чем больше емкость диска, тем он дешевле” справедливо и по отношению к отдельно взятому “физическому диску”), то и удельная стоимость хранения данных падает. Видимо, в этом и кроется одна из причин повышения популярности дисковых массивов. Например, в 1995 г. оборот Storage Computer составил 22 млн. долл. против 12 млн. в 1994 г. Растет интерес к RAID-массивам и в России.
По словам г-на Автоманова, во время февральской выставки Unix Expo’96 к продукции фирмы Storage Computer проявили интерес свыше 700 посетителей. “Дисковые массивы никак не отнесешь к товарам массового спроса, поэтому основной метод их продаж просвещение пользователей посредством выставок и семинаров. K концу 1995 г. было продано около 1000 накопителей RAID 7”, заявил выступивший на семинаре в АНТК им. А.Н. Туполева менеджер Storage Computer GmbH Николас Балдвин.
Более подробные сведения о продукции Storage Computer можно получить на Web-сервере по адресу: http://www.storage.com.
С фирмой ALLY можно связаться по телефону: (095) 413-3714 или по электронной почте: info@ally.msk.su.
Владимир Митин
Так как емкость RAID 7 может меняться в достаточно широких пределах, то это устройство может использоваться как в корпоративных серверах отдельных подразделений, так и в составе корпоративных серверов масштаба предприятия
