Глоссарий

Реализация RAID, в которой специализированный контроллер формирует логические диски и выполняет операции массива. Наличие и защита кэша зависят от модели.

Битовая карта RAID, отмечающая области с незавершённой или не отражённой на всех участниках записью, чтобы синхронизировать только потенциально несогласованные области.

Горячая замена — извлечение и установка поддерживаемого компонента без отключения питания сервера. Непрерывность сервиса требует избыточности и корректной процедуры.

Грязный кэш содержит изменённые блоки, ещё не записанные в постоянное хранилище. Такие блоки нельзя безопасно отбросить до их сброса.

Состояние отказоустойчивого RAID-массива, потерявшего часть избыточности, но сохраняющего доступ, пока сочетание отказов допустимо для его уровня и раскладки.

Дисковая корзина — узел шасси с отсеками для установки нескольких накопителей и организации их подключения к питанию и контроллеру либо HBA.

Домен отказа — группа компонентов с общей причиной недоступности, отказ которой может одновременно вывести из строя несколько копий данных или сервисов.

Защита от потери питания — функция SSD, сохраняющая данные и метаданные из энергозависимого кэша при внезапном отключении питания за счёт накопленной энергии.

Зеркалирование — поддержание одинаковых копий данных на двух и более накопителях или узлах хранения. В RAID оно обеспечивает избыточность и лежит в основе RAID 1 и RAID 10.

Избыточность данных — хранение дополнительных копий или контрольной информации, позволяющее восстановить данные при отказе носителя, блока или другого компонента.

Кэш со сквозной записью — режим, в котором кэш не подтверждает запись раньше нижележащего хранилища и не оставляет подтверждённые данные только в своей энергозависимой памяти.

Кэширование записи — временное размещение записываемых данных в быстрой памяти перед их передачей в нижестоящее хранилище для снижения задержки и оптимизации ввода-вывода. Момент подтверждения записи и гарантия её сохранности зависят от политики кэша и всех уровней стека хранения.

Логический диск — блочное устройство, которое RAID-контроллер или программная RAID-подсистема предоставляет хосту как отдельный накопитель.

Метаданные RAID — служебные записи на дисках или контроллере, описывающие состав, уровень, состояние и параметры RAID-массива для его распознавания и сборки.

Миграция RAID-уровня — преобразование существующего массива в другой RAID-уровень без выгрузки данных, если эту операцию поддерживает контроллер.

Онлайн-расширение ёмкости — поддерживаемое контроллером увеличение ёмкости действующего RAID-массива без прекращения доступа к нему, обычно путём добавления накопителей.

Метод предварительной загрузки данных в кэш при последовательном чтении. Система читает следующие блоки заранее, снижая задержку последующих запросов.

Компонент подсистемы блочного ввода-вывода ОС, который определяет порядок выдачи запросов устройству с учётом задержки, пропускной способности и справедливости.

Политика кэша RAID-контроллера — набор настроек обработки чтения и записи в кэше, определяющих момент подтверждения записи, режим чтения и требования к защите кэша в режиме write-back.

Запись в RAID с чётностью, заменяющая все блоки данных одной полосы. Новая чётность вычисляется по поступившим данным, поэтому старые данные и чётность читать не требуется.

Полоса RAID — набор блоков одного логического диапазона, распределённых между дисками массива; в RAID 5 и RAID 6 она также включает блоки чётности.

Логический сектор (LBA), при обращении к которому накопитель возвращает неисправимую ошибку чтения или записи из-за дефекта носителя либо повреждения данных или кода коррекции ошибок.

RAID, реализованный ОС или другим программным стеком хоста без отдельного аппаратного RAID-контроллера. Использует вычислительные ресурсы сервера.

Прошивка RAID-контроллера — встроенное программное обеспечение контроллера, управляющее RAID-функциями, дисками, кэшем, диагностикой и взаимодействием с сервером.

Фоновая операция, восстанавливающая согласованность избыточности RAID: зеркальных копий либо блоков данных и чётности.

Служебная метаобласть Linux Software RAID, хранящая параметры массива, роль диска и сведения, необходимые для его автоматической сборки.

Накопитель энергии высокой мощности, применяемый для кратковременного питания кэша RAID-контроллера. При сбое питания он сохраняет данные до записи во флеш-память.

Аппаратный RAID-контроллер, интерфейсы которого поддерживают SAS-, SATA- и PCIe/NVMe-накопители; схема подключения зависит от контроллера и платформы.

Физический диск — отдельный HDD, SSD или иной накопитель, распознанный RAID-контроллером как член массива либо как независимое устройство.

Фоновая инициализация — формирование или проверка RAID-контроллером данных избыточности нового массива без отключения логического диска.

Распределение последовательных блоков данных между дисками или группами дисков RAID. Позволяет распараллеливать ввод-вывод, но само по себе не создаёт избыточности.

Чтение-модификация-запись — цикл частичной записи RAID-полосы: контроллер читает прежние данные и контрольную информацию, пересчитывает их и записывает обновление.

Избыточные контрольные данные, вычисляемые из блоков одной полосы RAID. Один блок чётности защищает от отказа одного диска, два независимых блока RAID 6 — от отказа двух.

Штраф записи RAID — условное число внутренних дисковых операций на одну небольшую логическую запись, обусловленное зеркалированием или обновлением чётности.

Adaptec SmartRAID — семейство аппаратных RAID-контроллеров Microchip для SAS/SATA, а в новых tri-mode-моделях — также для NVMe-накопителей.

Аккумуляторный модуль, поддерживающий питание энергозависимого кэша RAID-контроллера при сбое питания до восстановления питания и записи данных на диски.

CacheVault — технология защиты кэша записи RAID-контроллера, сохраняющая во флеш-память подтверждённые хосту, но ещё не записанные на диски данные при потере питания.

Ceph — распределённая программно-определяемая система хранения, объединяющая диски серверов в масштабируемое объектное, блочное и файловое хранилище.

Consistency Check — фоновая проверка согласованности избыточности RAID: зеркальных копий либо рассчитанной и записанной чётности; расхождения могут исправляться.

Copyback — операция RAID-контроллера, копирующая данные с задействованного hot spare на диск замены, после чего spare снова становится резервным.

Dedicated Hot Spare — резервный диск RAID-контроллера, закреплённый за конкретным массивом или группой массивов и используемый для rebuild только при отказе их дисков.

Семейство RAID-решений Dell для серверов PowerEdge: аппаратные контроллеры PERC H и программные PERC S. Возможности и совместимость зависят от модели и поколения платформы.

Drive Roaming — функция RAID-контроллера, позволяющая распознать массив после перестановки его дисков между поддерживаемыми слотами или портами того же контроллера.

Failed — статус физического накопителя, который RAID-контроллер признал отказавшим и перестал использовать для штатного ввода-вывода в составе массива.

Fast Initialization — быстрая инициализация виртуального RAID-диска с записью только в ограниченные области вместо полного прохода по всей его ёмкости.

Состояние, при котором RAID-контроллер считает найденную на дисках конфигурацию массива не зарегистрированной или не совпадающей с текущей. Её проверяют и импортируют либо очищают.

Full Initialization — полный проход RAID-контроллера по логическому объёму виртуального диска с перезаписью блоков и, для RAID с чётностью, формированием согласованной чётности.

Global Hot Spare — резервный диск RAID-контроллера, не закреплённый за одним массивом и доступный для автоматической замены отказавшего диска в любом совместимом массиве.

HBA — адаптер ввода-вывода, соединяющий сервер с накопителями или SAN и не формирующий аппаратные RAID-массивы.

Семейство аппаратных и программных RAID-решений HPE для локальных SAS/SATA-накопителей и, в поддерживаемых tri-mode-конфигурациях, NVMe.

HPE Smart Storage Administrator — средство администрирования совместимых контроллеров HPE, предназначенное для настройки массивов, дисков, кэша и диагностики подсистемы хранения.

Заранее подключённый резервный накопитель RAID-системы, автоматически задействуемый для rebuild отказоустойчивого массива при отказе совместимого рабочего диска.

IOPS — число завершённых операций ввода-вывода в секунду, которое накопитель, RAID-массив или СХД обеспечивает при заданном профиле нагрузки.

IT mode — прошивочный режим прежде всего SAS HBA Broadcom/LSI и их OEM-вариантов, в котором ОС видит отдельные SAS/SATA-накопители без аппаратных RAID-томов.

Intel VROC — платформенная реализация RAID для NVMe SSD, подключённых к PCIe-линиям поддерживаемых процессоров Intel; использует Intel VMD и драйвер вместо отдельного RAID-контроллера.

Способ подключения дисков без аппаратного RAID: обычно ОС видит каждый накопитель отдельно. Сам JBOD не обеспечивает избыточность; при необходимости её создаёт программный уровень.

M.2 — спецификация компактного разъёма и модулей расширения, определяющая размеры и ключи; накопители M.2 могут использовать интерфейс SATA или PCIe.

Семейство аппаратных RAID-контроллеров Broadcom, которые объединяют накопители в массивы и предоставляют ОС логические диски, обрабатывая RAID на самом контроллере.

Утилита командной строки Linux для создания, сборки, мониторинга и изменения программных RAID-массивов подсистемы MD.

NVMe — протокол обмена командами с энергонезависимыми накопителями, оптимизированный для параллельного ввода-вывода; локальные NVMe-SSD обычно подключаются по PCIe.

Offline — зависящий от реализации статус накопителя или виртуального диска RAID: первый исключён контроллером из работы, второй недоступен хосту.

PCIe Bifurcation — деление линий одного слота PCI Express на несколько логических портов, например x16 на два x8 или четыре x4, для прямого подключения нескольких устройств.

PFA — анализ предвестников отказа оборудования по диагностическим данным. Он формирует предупреждение, чтобы заменить компонент до фактической неисправности.

Passthrough — режим контроллера, в котором отдельный накопитель предоставляется ОС как самостоятельное блочное устройство без включения в аппаратный RAID-массив.

Patrol Read — фоновое сканирование накопителей RAID-контроллером для поиска скрытых ошибок чтения. В избыточном массиве контроллер может восстановить повреждённые блоки.

Predictive Failure — диагностический статус накопителя, указывающий на признаки вероятного отказа по SMART или данным контроллера до фактической недоступности диска.

Punctured stripe — полоса RAID, помеченная контроллером после того, как один или несколько её блоков не удалось прочитать и восстановить из избыточности массива.

Технология объединения нескольких накопителей в логические блочные устройства для повышения производительности и/или отказоустойчивости в зависимости от RAID-уровня.

RAID 0 — массив минимум из двух дисков с чередованием данных без избыточности. Отказ любого участника делает весь логический том недоступным.

RAID 1 — уровень RAID с зеркалированием данных на двух или более дисках. Полезная ёмкость равна ёмкости наименьшего участника, а доступ сохраняется, пока исправна хотя бы одна копия.

Комбинированный уровень: чередование (RAID 0) поверх зеркальных пар (RAID 1). Сочетает высокую скорость и отказоустойчивость, отдавая под избыточность половину ёмкости.

RAID 1E — уровень RAID с чередованием основных и зеркальных блоков по трём и более дискам, включая нечётное число; полезная ёмкость обычно равна половине сырой.

RAID 5 — уровень RAID с чередованием данных и распределённой чётностью, выдерживающий отказ одного диска. Требует минимум трёх дисков.

RAID 50 — составной уровень: RAID 0 поверх нескольких групп RAID 5. Он ускоряет ввод-вывод и выдерживает отказ одного диска в каждой группе RAID 5.

Уровень RAID с чередованием данных и двойной распределённой чётностью. Выдерживает отказ любых двух дисков; минимум четыре диска.

RAID 60 (RAID 6+0) — составной уровень RAID, в котором данные чередуются между двумя или более группами RAID 6 с двойной чётностью.

RAID-DP — технология двойной чётности NetApp ONTAP, позволяющая RAID-группе сохранять данные при отказе любых двух входящих в неё дисков.

RAID F1 — фирменный уровень RAID Synology для SSD на основе RAID 5, неравномерно размещающий чётность, чтобы накопители не достигали предела износа одновременно.

RAID-TP — обозначение RAID с тройной чётностью, сохраняющего доступ к данным при отказе до трёх накопителей в одной RAID-группе. Детали зависят от реализации.

RAID-Z — встроенная в ZFS схема vdev с распределённой чётностью. RAIDZ1, RAIDZ2 и RAIDZ3 выдерживают отказ соответственно одного, двух или трёх накопителей.

Устройство или модуль, который формирует RAID-массивы из накопителей и предоставляет ОС логические диски, управляя размещением данных, отказами и восстановлением избыточности.

Буфер быстрой памяти между хостом и накопителями RAID, используемый для кэширования чтения и записи. Может снижать задержку и повышать производительность ввода-вывода.

RAID-уровень — схема размещения данных и избыточности по накопителям массива, определяющая полезную ёмкость, отказоустойчивость и характеристики ввода-вывода.

Процесс восстановления избыточности массива после замены отказавшего диска: контроллер вычисляет и записывает на новый диск недостающие данные из остальных дисков.

Resilvering — восстановление избыточности в ZFS путём синхронизации данных на заменённом, вновь подключённом или отставшем устройстве.

S.M.A.R.T. — технология самодиагностики накопителей, собирающая показатели состояния и ошибок. Она помогает выявлять признаки деградации диска до отказа.

SAS — последовательный интерфейс и набор протоколов SCSI для подключения накопителей, поддерживающий адресацию устройств, экспандеры и обычно двухпортовое подключение дисков.

Устройство коммутации SAS, расширяющее число подключаемых накопителей относительно числа портов контроллера. Передаёт SAS-трафик между инициаторами и целевыми устройствами.

SATA — последовательный интерфейс подключения HDD, SSD и оптических приводов; в обычной прямой схеме один порт контроллера соединён с одним накопителем.

StorCLI — консольная утилита управления совместимыми RAID-контроллерами Broadcom, применяемая для настройки массивов, просмотра состояния дисков, кэша и событий.

Параметр чередования RAID: объём последовательных данных, размещаемых на одном диске до перехода к следующему. Значение термина stripe size зависит от вендора.

TLER — функция диска, ограничивающая время собственной коррекции ошибки чтения или записи, чтобы RAID-контроллер мог обработать сбой без преждевременного исключения накопителя из массива.

TRIM — операция ATA, которой ОС сообщает SATA SSD, что указанные логические блоки больше не используются; немедленное стирание данных при этом не гарантируется.

URE — неисправимая ошибка чтения: накопитель не может вернуть корректные данные блока после внутренних повторов и применения средств коррекции ошибок.

Проблема в RAID-массивах, когда данные и паритет не синхронизированы из-за сбоя при записи.

Политика кэша RAID-контроллера: запись подтверждается после помещения данных в кэш, а на накопители переносится позже. Кэш требует защиты от потери питания.

ZFS — файловая система и менеджер томов с пулами хранения, контрольными суммами и копированием при записи, объединяющий управление дисками и данными.

4Kn — формат накопителя с логическим и физическим сектором 4096 байт, без эмуляции 512-байтных секторов. Требует поддержки со стороны всего тракта ввода-вывода.