Se cerchi soluzioni RAID hardware e software online, il consenso generale sembra essere che il RAID hardware sia migliore sia per le prestazioni che per l’affidabilità, mentre il RAID software è semplicemente più economico e conveniente.
Questo potrebbe essere stato vero un decennio o due fa, ma nel 2022 non è più così. Il software RAID ha fatto passi da gigante ed è senza dubbio più adatto a determinati scenari. Tuttavia, il RAID integrato (ovvero FakeRAID) è comunque una perdita di tempo.
Il RAID integrato non è anche RAID software? Non esattamente. Tali informazioni contrastanti lasciano la maggior parte delle persone confuse. Pertanto, ci auguriamo che questo articolo ti lasci abbastanza informato da poter scegliere la migliore soluzione RAID per le tue esatte esigenze.
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Sommario
Che cos’è il RAID hardware?
RAID hardware si riferisce agli array gestiti da controller del disco appositamente progettati che contengono firmware RAID. Queste schede controller RAID si inseriscono negli slot PCIe sulla scheda madre, proprio come i normali controller del disco. Tuttavia, differiscono in quanto contengono processori specializzati che gestiscono le funzioni di gestione dell’array.
Il vantaggio principale di questi processori è che puoi scaricare i calcoli di parità dalla CPU del sistema al controller. L’offload dell’I/O RAID in questo modo faceva una differenza significativa nelle prestazioni ai tempi in cui i processori avevano specifiche basse e erano già saturi. Al giorno d’oggi, però, l’I/O RAID ha solo un impatto minimo sulle prestazioni di un processore.
La maggior parte dei controller RAID supporta anche la memorizzazione nella cache RAID, che è un altro fattore importante responsabile delle prestazioni di alto livello del RAID hardware. La perdita di dati a causa di un’interruzione di corrente è un potenziale problema, tuttavia, motivo per cui qualsiasi controller decente in questi giorni ha un’unità / modulo di backup della batteria (BBU / BBM).
Nel contesto attuale, questi sono i due motivi principali per optare per il RAID hardware. D’altra parte, i compromessi includono costi più elevati, esclusività del fornitore e un livello di supporto relativamente inferiore.
Professionisti:
- Eccellenti prestazioni I/O con schede di fascia alta
Contro:
- Costi di installazione e manutenzione più elevati
- È necessario trovare un controller compatibile nel caso in cui sia necessario sostituirlo
Che cos’è il software RAID?
Software RAID si riferisce agli array gestiti da un componente software piuttosto che da un controller RAID hardware. Il RAID software è tipicamente implementato a livello di sistema operativo attraverso un driver (ad esempio, il driver md per dispositivi multipli in Linux). È anche comunemente implementato come componente del file system, come nel caso di ZFS RAID-Z.
Come abbiamo già accennato, il software RAID ha uno stigma negativo che lo circonda che è lento e inaffidabile. Ma questa è una nozione superata.
L’I/O RAID può essere gestito dalla CPU in RAID software. Ma a differenza del passato, questo può essere fatto con un impatto minimo sulle prestazioni poiché i processori sono migliorati enormemente. In effetti, alcune soluzioni RAID software come ZFS o Linux RAID superano effettivamente i controller hardware di fascia bassa.
Ci sono anche alcune idee sbagliate riguardo all’affidabilità. La maggior parte dei controller RAID hardware in realtà non verifica i dati di parità a meno che un disco non muoia o segnali un errore. A questo proposito, qualcosa come ZFS, che verifica effettivamente l’integrità dei dati, è molto più affidabile. Ciò significa che le prestazioni di ZFS ne risentiranno poiché sta svolgendo un lavoro extra. Sicuramente un compromesso utile, però.
In definitiva, la qualità di una soluzione RAID software dipende da quale delle due stiamo specificatamente parlando. Ad esempio, raramente sentirai parlare di buone esperienze con Windows RAID, mentre quelli come ZFS o Linux RAID sono molto popolari per le loro prestazioni e affidabilità.
Un’altra cosa da tenere a mente con cose come ZFS o Linux md è che hanno una leggera curva di apprendimento. Hai bisogno di una certa conoscenza di come funzionano e dei comandi che usano, in particolare se vuoi configurarli e gestirli in modo efficiente.
Infine, dovresti anche diffidare del RAID integrato. Questi vengono implementati utilizzando un controller del disco standard e firmware/driver speciali (ad esempio, Intel Rapid Storage Technology).
L’intenzione con il RAID integrato era di colmare il divario tra RAID hardware e software e fornire i vantaggi di entrambi. Tuttavia, la realtà si è rivelata l’opposto e non offre né prestazioni né affidabilità paragonabili agli altri due tipi di RAID.
Professionisti:
- Minori costi di installazione e manutenzione
- Alcune soluzioni sono più affidabili per l’integrità dei dati
Contro:
- Prestazioni leggermente peggiori
- Alcune implementazioni richiedono competenze tecniche di base
RAID hardware e RAID software: differenze fondamentali
Le soluzioni RAID hardware e software differiscono nel modo in cui forniscono i miglioramenti delle prestazioni di I/O che offrono, nonché in altri parametri come affidabilità, costo e compatibilità.
Prestazione
La differenza di prestazioni tra RAID hardware e software dipende in ultima analisi dalla soluzione specifica in questione. È noto che alcune implementazioni software come Windows RAID o cose come FakeRAID hanno prestazioni piuttosto scarse. Le schede RAID di fascia bassa possono fornire prestazioni leggermente migliori, ma non possono essere considerate affidabili se cose come BBU non sono supportate.
Buone implementazioni software come ZFS generalmente superano le schede di fascia bassa. Ciò è in parte dovuto al fatto che i processori di sistema sono più veloci del processore integrato del controller RAID. Lo stesso vale per Linux RAID, ma ha anche il vantaggio di essere open source, quindi revisionato e ottimizzato.
In definitiva, però, i controller RAID di fascia alta sono il top della gamma. I controller di fascia alta memorizzano nella cache i dati nella memoria integrata durante le operazioni di scrittura, il che fornisce un notevole incremento delle prestazioni di scrittura.
Una maggiore quantità di memoria integrata fornirà un maggiore incremento delle prestazioni quando si lavora con molti file di grandi dimensioni come i file multimediali. Ciò rende utili le schede di fascia alta con una memoria più elevata su cose come le workstation di produzione multimediale. Tuttavia, il miglioramento delle prestazioni non sarà così eccezionale sui sistemi che gestiscono I/O casuali su file più piccoli.
Una cosa da tenere a mente è che l’aumento delle prestazioni derivante dalla memorizzazione nella cache in scrittura non dovrebbe andare a scapito dell’integrità dei dati. Ne parleremo nella prossima sezione.
Affidabilità
Abbiamo stabilito come una buona scheda controller RAID fornirà le migliori prestazioni attraverso la memorizzazione nella cache. Ma in aggiunta, dovresti anche assicurarti che la cache sia protetta da un BBU o BBM. In caso contrario, un evento di interruzione dell’alimentazione in modalità write-back potrebbe portare alla perdita di dati, che potrebbe portare infine al guasto dell’array.
Supponendo che i dati nella cache del controller vengano conservati (in genere fino a 72 ore), il semplice riavvio del sistema dovrebbe essere sufficiente per ripristinare i dati. Inoltre, come regola generale, dovresti controllare lo stato della batteria e sostituirla se necessario, poiché tende a deteriorarsi dopo alcuni anni.
Onboard RAID non supporta tali batterie di backup, il che lo rende vulnerabile a una serie di cose, dalle interruzioni di corrente agli errori del kernel. Motivo in più per non usarlo.
Il software RAID, d’altra parte, è affidabile in un senso diverso. Le soluzioni software come ZFS possono avere prestazioni relativamente inferiori, ma questo è per una buona ragione.
Si pensa comunemente che i controller di fascia alta verifichino la parità e correggano gli errori al volo, ma non è così. Linux MD è considerata una delle migliori soluzioni RAID software grazie alle sue prestazioni, ma anche non verifica la parità a meno che un disco non riporti un errore.
Questo è il motivo per cui qualcosa come ZFS o BTRFS brilla davvero in termini di integrità dei dati. ZFS ha una funzione di pulizia nativa che controlla e ripara regolarmente la corruzione dei dati e il bit rot. Per quanto riguarda la frequenza, la raccomandazione generale è di pulire i dischi normali una volta alla settimana e i dischi di livello aziendale una volta al mese.
Compatibilità
Un fattore importante da considerare con i controller hardware è la compatibilità. Innanzitutto, il controller RAID deve ovviamente essere compatibile con la tua scheda madre .
E nel caso in cui il tuo controller attuale fallisca, avrai bisogno di un controller identico dello stesso produttore. Lo scambio con un controller diverso da un altro fornitore non funzionerà.
È anche importante testare questi ricambi di tanto in tanto poiché potrebbero anche fallire. E se non riesci a trovare un controller compatibile, non sarai in grado di recuperare i tuoi dati.
Il software RAID non presenta questo problema, poiché è implementato a livello di sistema operativo. È meno sensibile ai guasti dei componenti, ma se uno qualsiasi dei dischi nell’array si guasta, in genere sarai in grado di sostituire a caldo il disco e ricostruire l’array senza troppe difficoltà.
Costo
Quando si inizia con il RAID, uno dei fattori principali che scoraggia la maggior parte delle persone dal RAID hardware è il costo di installazione e manutenzione. Dopotutto, i controller RAID non costano poco. Almeno non quelli decenti. Quando prendi in considerazione cose come i ricambi, le cose sembrano ancora più cupe per il RAID hardware.
Software RAID, d’altra parte, è una soluzione economica che offre anche prestazioni decenti.
Applicazione / Livelli RAID
Quando si sceglie tra RAID hardware e software, è anche importante considerare altri fattori come la scala della configurazione e il livello RAID che si intende utilizzare.
Se prevedi di utilizzare livelli RAID inferiori come RAID 0 o RAID 1 per un piccolo array, non avrai bisogno di un controller hardware. Ma nel caso di array più grandi, ti consigliamo di optare per livelli RAID più elevati come RAID 5 e RAID 6 o livelli RAID ibridi come RAID 50, RAID 60, ecc. In questi casi, è necessario un controller RAID per prestazioni ottimali.
In alternativa, se prevedi di utilizzare soluzioni RAID non standard come Linux MD o RAID-Z, non avrai nemmeno bisogno di un controller hardware. In effetti, si consiglia di evitare i controller RAID hardware quando si utilizza ZFS per motivi di efficienza e protezione dei dati.
Vale la pena RAID hardware?
Software RAID è anche ottimo per le prestazioni in questi giorni. Ma alla fine, non riesce ancora a eguagliare il livello di prestazioni offerto da una scheda di fascia alta con caching in scrittura e BBU. Se i costi non sono un problema, potresti sicuramente considerare di optare per una configurazione RAID hardware di alta qualità per le migliori prestazioni.
Per inciso, dovremmo anche menzionare che le soluzioni NAS come QNAP e Synology sono in realtà software RAID. Le persone spesso si concedono il lusso di tali unità NAS, pensando di ottenere RAID hardware di fascia alta, ma non è così. La cosa buona, tuttavia, è che le loro prestazioni sono ancora paragonabili, se non migliori, a una configurazione RAID hardware media.
Quando il software RAID è migliore?
Finché le prestazioni al top della gamma non sono una necessità, il RAID software tende ad essere un’opzione migliore in questi giorni. Le prestazioni sono generalmente decenti e il fatto che non sia necessario acquistare controller costosi abbassa la barriera all’ingresso.
Tuttavia, già che siamo su questo argomento, dovremmo menzionare che alcune soluzioni software come ZFS o Linux RAID hanno una leggera curva di apprendimento, in particolare se prevedi di configurarle e utilizzarle in modo efficiente.
Verdetto finale: RAID hardware e RAID software
A questo punto, dovrebbe essere evidente che sia l’hardware che il software RAID offrono oggi vantaggi comparabili. La giusta soluzione RAID per te in definitiva dipende solo da fattori come il tuo budget e le tue massime priorità (convenienza, prestazioni, affidabilità, ecc.).
Indipendentemente dal fatto che tu scelga RAID hardware o software o livelli RAID standard o non standard , tieni presente che RAID non è un backup . RAID protegge solo dai guasti del disco. Senza un backup offsite separato, è comunque possibile perdere tutti i dati a causa di malware, corruzione, incidenti o errori umani. Per ribadire, backup!
Detto questo, ecco ancora una volta le principali differenze tra RAID hardware e software prima di concludere l’articolo:
| RAID hardware | software RAID | |
| Prestazione | Migliori prestazioni di fascia alta | Prestazioni leggermente peggiori in generale |
| Affidabilità | In caso di scrittura nella cache fornisce protezione tramite BBU | Alcune soluzioni come ZFS sono migliori per la coerenza dei dati |
| Compatibilità | In caso di guasto è necessario un controller sostitutivo compatibile | Il controller fisico non viene utilizzato, ma se il mobo fallisce, puoi semplicemente sostituirlo con uno diverso |
| Costo | Costi di installazione e manutenzione più elevati | Soluzione conveniente |
| Applicazione | Più adatto per livelli RAID standard più elevati come RAID 6, 10, 60, ecc. | Meglio andare con implementazioni non standard come ZFS, Linux MD, ecc. |
