ソフトウェアParity-RAID（例：RAID5）の長所と短所

最近、不揮発性キャッシュのないパリティRAIDに関するいくつかの問題について知らされました。より高価なHWコントローラーには、電源障害が発生した場合に書き込み操作を完了するためのバッテリー駆動のキャッシュがあります。さて、一部の人々は、このような障害は、おそらく劣化したアレイと組み合わされて、ファイルシステム全体を殺す可能性があると言います。他の人たちは、これらの問題は時代遅れである、および/または誤解であると主張しています。

残念ながら、ハードリファレンスを提供したり、md RAIDや不揮発性キャッシュを検索したり、ビットマップキャッシュを検索したりしても、md-RAID5が推奨されるかどうかについて信頼できる回答が得られません。

それに関する情報はありますか？

LinuxのソフトウェアRAIDは、BBUがなく、ライトバックキャッシュが有効になっているハードウェアRAIDカードと同じくらい信頼できると思います。結局のところ、ソフトウェアRAIDシステムのコミットされていないデータは、カーネルのバッファーキャッシュに存在します。これは、バッテリーバックアップのないライトバックキャッシュの一種です。

これまでに使用したすべてのハードウェアRAID-5カードを使用すると、BBUなしでライトバックキャッシュを有効にできるため、ソフトウェアRAID-5は、ある程度のリスク許容度を持つ人に問題なく動作することが期待できます。

ObWarStory：

そうは言っても、ライトバックキャッシュは有効になっていますが、RAID-5カードにBBUがインストールされていないため、個人的に深刻なデータ損失を経験しました。（UPSもありません。電話ではなく、私に怒鳴らないでください。）

休暇中に上司がパニックに陥り、停電後も本番システムの1つが復旧しなかったためです。彼は試すことを使い果たしてしまうでしょう。ssh家族が私と一緒に道の端に座って終了するまで、私は道の端に引っ張って、ラップトップを引き、私の電話でWiFiテザリングをオンにして、被害を受けたシステムに入れ、それを修正しなければなりませんでした。ローチしたデータベーステーブルをバックアップから復元します。（当時、私たちは約1マイル離れてセルの受信を失っていました。）

だから教えてください：あなたは今 RAIDカード+ BBUにいくら支払うでしょうか？

ただ警告の通知：RAID-5 / 6の書き込み操作は、アレイが劣化している間、かなりのCPU時間を要します。ディスクに障害が発生したときにサーバーがすでに完全にロードされている場合、サーバーが無反応の深淵に落ちることがあります。このような問題は、ハードウェアRAIDコントローラーでは発生しません。したがって、私は運用サーバーでソフトウェアRAID-5 / 6を使用しないことを強くお勧めします。ワークステーションや負荷の軽いサーバーの場合は問題ありません。

SW RAIDには障害モードがあります。サーバーが書き込みの途中でダウンした場合、ストライプが破損する可能性があります。BBUを備えたHW RAIDコントローラはそれほど高価ではなく、ディスクを再起動できるまでダーティブロックを保持します。

キャッシュ上のBBUは、電源障害が発生した場合の書き込みを保証しません（つまり、ディスクに電源を供給しません）。ディスクを再起動できるまで、数日間キャッシュに電力を供給します。次に、コントローラーはダーティバッファーをディスクにフラッシュします。

SW対HW RAID-5に関する注意事項

1. コールがすべてのI / Oが完了するまで返らないため、ブロッキングI / Oでライトスルーキャッシュが使用されている場合、SW RAID-5ボリュームへの書き込みは遅くなる可能性があります。BBWCを備えたHW RAIDコントローラーはこれをかなり最適化できるため、パフォーマンスが大幅に向上します。

2. 前回見たとき、SW RAIDボリュームでダイレクトI / O（つまり、ゼロコピーDMA）を実行できませんでした。これは変更されている可能性があり、実際にはrawパーティションを使用するデータベースマネージャーなどのアプリケーションにのみ関連しています。

3. 最近のSAS RAIDコントローラは、特に大きな（たとえば256kb）ストライプサイズでフォーマットされている場合、ディスクアレイから1GB /秒以上のデータをプルまたはプッシュできます。私は古いAdaptec ASR-2200の速度をベンチマークして、ホストマシンのCPU負荷が非常に低く、両方のscsiチャネルが合計で600MB /秒+（10x 15kディスク）でかなり飽和していることを示しました。最新のマシンであっても、CPU負荷がそれほど高くなくても、ソフトウェアRAID-5からそれを実現できるとは思いません。多分あなたはそれをすぐに読むことができました。

4. HW RAIDボリュームを起動するための設定は簡単です。RAIDボリュームはO / Sに対して透過的です。

AdaptecなどのTier 1ベンダーのローエンドRAIDコントローラーは、小売価格でそれほど高価ではなく、ebayのピーナッツ用に購入できます。ただし、中古品を購入する場合は、ティア1ベンダーに固執し、モデルを理解していること、およびWebサイトからのドライバーの入手可能性を確認してください。

編集： @psusiのコメントから、偽装（ドライバーに隠された透明なSW RAID）コントローラーが表示されないことを確認してください。BBUを取ることができるものは何でも偽物ではありません。

キャッシュにはあるがディスクにはまだないデータがあり、電源に障害が発生した場合、データは消え、ディスクは一貫性のない状態になる可能性が高いです。常に書き込みを行うシステムがなければ、その確率はそれほど高くありませんが、確率ゲームにデータを賭けたくありません。

興味深いひねりは、RAID5 / 6でメインのファイルシステムを作成することですが、ジャーナルを通常のドライブに配置するため、データは最初に通常のドライブにダンプされます。単一のドライブの書き込み速度に制限されるため、パフォーマンスはおそらくクラッパーに行きますが、信頼性は上がります。したがって、書き込みのパフォーマンスは重要ではないが、読み取りは重要である状況では、問題なく動作する可能性があると思います。

または、さらに100ドルを費やして、BBUまたは小さなUPSでカードを入手し、これらすべての複雑さを完全に回避することもできます;）

Linux mdadmソフトウェアraidは、バッテリーバックアップ式キャッシュを備えたハードウェアraidと同じくらい信頼できるように設計されています。単一のディスクの突然の電源喪失にも当てはまる問題以外に、突然の電源喪失の問題はありません。

停電後にシステムが復旧すると、アレイは再同期化されます。つまり、基本的に、停電前に書き込まれたデータと一致するようにパリティが再計算されます。時間はかかりますが、大したことはありません。再同期時間は、書き込みを意図したビットマップを有効にすることで大幅に削減できます。

RAID5の問題と、ZFS RAIDZがそれをどのように解決するかを説明しているブログはこちらです。

その重要なポイントは次のとおりです。

RAID-5（およびRAID-4、RAID-6、偶数奇数、行対角パリティなどの他のデータ/パリティ方式）は、既知の致命的な欠陥のため、RAIDプロミスでは完全に実現できず、実現できません。 RAID-5書き込みホールとして。RAIDストライプのデータを更新するときは必ず、すべてのディスクのXORがゼロになるようにパリティも更新する必要があります。これは、ディスクに障害が発生したときにデータを再構築できる方程式です。問題は、2つ以上のディスクをアトミックに更新する方法がないため、クラッシュまたは停電時にRAIDストライプが損傷する可能性があることです。

そして

RAID-ZはRAID-5のようなデータ/パリティ方式ですが、動的なストライプ幅を使用します。ブロックサイズに関係なく、すべてのブロックは独自のRAID-Zストライプです。これは、すべてのRAID-Z書き込みがフルストライプ書き込みであることを意味します。これをZFSのコピーオンライトトランザクションセマンティクスと組み合わせると、RAID書き込みホールが完全になくなります。