A forma mais prática de otimizar a performance de I/O é através de um volume RAID.
Esses volumes atingem elevadas capacidades, otimizam o desempenho de I/O e promovem a segurança através de redundância.
Para ilustrar as diferentes performances que podem ser atingidas em volumes RAID, montamos uma configuração base para de testes :
:: Placa mãe de servidor Gigabyte® C246M-WU4;
:: Processador Intel® Xeon® E2146G (4-Core @ 3.5Ghz com tecnologia HT);
:: 128GB de RAM (populadas através de 4 módulos Kingston® DDR4 de 32GB cada);
Para ilustrar as diferentes performances que podem ser atingidas em volumes RAID, montamos uma configuração base para de testes :
:: Placa mãe de servidor Gigabyte® C246M-WU4;
:: Processador Intel® Xeon® E2146G (4-Core @ 3.5Ghz com tecnologia HT);
:: 128GB de RAM (populadas através de 4 módulos Kingston® DDR4 de 32GB cada);
:: Até 04 Discos Rígidos Seagate® Ironwolf ST16000VN001 (16TB cada)
:: Fonte de 500W com PFC Ativo
Para montagem dos volumes foram usados de 1 a 4 discos rígidos de mesmo modelo, Seagate® Ironwolf ST16000VN001 (SATA, 7200RPM, 256MB de Cache).
Preservando a mesma configuração de servidor como base para todos os testes, foram desenvolvidos seis cenários de volume / desempenho:
Para montagem dos volumes foram usados de 1 a 4 discos rígidos de mesmo modelo, Seagate® Ironwolf ST16000VN001 (SATA, 7200RPM, 256MB de Cache).
Preservando a mesma configuração de servidor como base para todos os testes, foram desenvolvidos seis cenários de volume / desempenho:
:: Disco único (sem RAID)
:: 02 HDs em RAID-1 (espelho)
:: 02 HDs em RAID-0 (striping)
:: 03 HDs em RAID-5 (paridade distribuída)
:: 04 HDs em RAID-5 (paridade distribuída)
:: 04 HDs em RAID-10 (volume distribuído + espelho)
Sem RAID, usando apenas 1 HD
Empregando apenas 01 disco rígido, sem RAID, o servidor atingiu uma taxa de transferência média de 236MB/s e 231MB/s.
A configuração de RAID-0 tem alvo em desempenho e capacidade, sem qualquer segurança.
Nessa montagem o volume soma a capacidade das duas unidades (32TB) e atinge taxas de transferência de 461MB/s e 455MB/s, demonstrando um incremento de 96% sobre a unidade nominal.
RAID-1 (espelho), usando 2 HDs
Como a segurança dos dados é fator primordial, a configuração de RAID mais difundida é o espelhamento (mirroring). Através do RAID em nível 1 a capacidade corresponde a apenas uma unidade, pois cada HDD espelha-se sobre o segundo.
Mesmo com a duplicação dos dados visando segurança, o volume atinge taxas de transferência de 229MB/s e 225MB/s, demonstrando uma discreta perda de 3% sobre a unidade nominal, ônus da dupla gravação de dados.
Como a segurança dos dados é fator primordial, a configuração de RAID mais difundida é o espelhamento (mirroring). Através do RAID em nível 1 a capacidade corresponde a apenas uma unidade, pois cada HDD espelha-se sobre o segundo.
Mesmo com a duplicação dos dados visando segurança, o volume atinge taxas de transferência de 229MB/s e 225MB/s, demonstrando uma discreta perda de 3% sobre a unidade nominal, ônus da dupla gravação de dados.
RAID-5 (paridade distribuída), usando 3 HDs
A paridade distribuída espalha o conteúdo de 2 unidades ao longo de 3, assegurando que qualquer unidade que venha a falhar não afete a integridade dos dados totais do volume.
A paridade distribuída espalha o conteúdo de 2 unidades ao longo de 3, assegurando que qualquer unidade que venha a falhar não afete a integridade dos dados totais do volume.
Em RAID nível 5 o volume atingirá 32TB (correspondente a 2 HDDs) e exibe taxas de transferência de 414MB/s e 130MB/s, demonstrando um incremento de 75% na leitura e uma redução de 44% face a unidade nominal.
RAID-5 (paridade distribuída), usando 4 HDs
Acrescentando-se mais uma unidade ao volume, o arranjo RAID-5 espalha o conteúdo de 3 unidades ao longo de 4, atingindo 48TB (correspondente a 3 HDDs) e exibindo taxas de transferência de 651MB/s e 142MB/s, demonstrando um incremento de 175% na leitura e uma perda de 39% face a unidade nominal.
Acrescentando-se mais uma unidade ao volume, o arranjo RAID-5 espalha o conteúdo de 3 unidades ao longo de 4, atingindo 48TB (correspondente a 3 HDDs) e exibindo taxas de transferência de 651MB/s e 142MB/s, demonstrando um incremento de 175% na leitura e uma perda de 39% face a unidade nominal.
RAID-10 (espelho + distribução), usando 4 HDs
Finalmente, agregando 04 HDDs em RAID nível 10, consegue-se combinar segurança e performance!
O volume é montado através de 4 discos, onde são vistos 2 volumes espelhados e, sobre esses 2 volumes, um nível 0 (stripe), combinando o desempenho dos 2 volumes.
Em RAID-10, cria-se uma matriz com a capacidade de 02 HDDs, espelhados sobre outros 02 HDDs, portanto, 32TB (abre-se mão de metade dos discos em troca de performance e confiabilidade).
Nessa configuração o volume atingiu taxas de transferência de 394MB/s e 444MB/s, ou seja, são percebidos incrementos de 67% a 92% sobre a unidade nominal e 72% a 97% sobre o volume espelhado
O propósito dessa postagem é apresentar uma solução acessível e ágil de performance, uma vez que os volumes podem ser criados com a própria controladora onboard.
Volumes com custo altamente eficiente em comparação a unidades SATA 10k, SAS 15k ou SSD.
É possível assegurar alta segurança dos dados, já que o RAID-10 embarca a segurança do nível 1 (espelhamento), com desempenho de RAID-0.
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