Дисковая подсистема и жесткие диски HDD

Контроллеры  жестких дисков.

Основным устройством соединения и организации жестких дисков в аппаратной системе является контроллер жестких дисков. Он бывает двух типов:

1. Встроенный – модуль контроллера встроен в систему, корзина с жесткими дисками подключается непосредственно в материнскую плату. Считается более экономным решением.
2. Внешний – представляет собой отдельную печатную плату (устройство), которая подключается в разъем материнской платы. Он считается более профессиональным решением за счет того, что имеет отдельные чипы проведения и контроля операций с жесткими дисками HDD. Рекомендуется для важных серверных систем, таких как сервер 1С:Предприятия и СУБД.

Существует еще третий тип. Однако в этом варианте дисковая подсистема «вынесена» на отдельное устройство хранения данных (СХД), соединяемое с сервером посредством оптического или медного кабеля. В нашей статье мы опираемся на широкую практику  для бизнеса, который в большинстве случаев не готов к таким затратам, поэтому данный вариант мы не рассматриваем.

Типы и уровни RAID-массивов.

Это технология виртуализации данных, которая объединяет несколько дисков в логический элемент для избыточности и повышения производительности. Рассмотрим наиболее популярные уровни спецификации RAID:

• RAID 0 («Striping») избыточности не имеет, а информацию распределяет сразу по всем входящим в массив дискам в виде небольших блоков («страйпов»). За счет этого существенно повышается производительность, но страдает надежность. Мы не рекомендуем использовать этот тип массива, несмотря на повышение производительности.
• RAID 1 («Mirroring», «зеркало»). Имеет защиту от выхода из строя половины имеющихся аппаратных средств (в общем случае – одного из двух жестких дисков), обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения за счет распараллеливания запросов. Такой тип массива вполне «потянет» сервер 1С+СУБД до 25-30 пользователей, особенно, если будут использованы диски SAS 15K либо SSD.
• RAID 10. Зеркальные пары дисков выстраиваются в «цепочку», поэтому объем полученного тома может превосходить емкость одного жесткого диска. По нашему мнению, наиболее удачный тип дискового массива, т.к. в нем соединяются надежность RAID1 и быстродействие RAID 0. В сочетании с дисками SAS 15K либо SSD может быть использован для серверов 1С от 40-50 пользователей.
• RAID 5. Знаменит благодаря своей экономичности. Жертвуя ради избыточности емкостью всего одного диска из массива, получаем защиту от выхода из строя любого из жестких дисков системы. (его вариация RAID 6 требует лишние два жестких диска для размещения контрольных сумм, но зато сохраняет данные даже при выходе из строя двух дисков). Данный тип массива экономичен, надежен и имеет довольно ощутимое быстродействие «на чтение». К сожалению, узким местом этого массива является низкая скорость записи, что позволяет комфортно использовать его при конфигурациях сервера 1С до 15-20 пользователей. Также он оптимален для прикладных целей – хранения файловых данных, архивов документооборота и т.д.

Типы интерфейсов жестких дисков.

По типу подключения жесткие диски разделяются:

• HDD Sata Home. Наиболее дешевый вариант жестких дисков, предназначенный для использования в домашних ПК либо сетевых медиа-центрах. Убедительно не рекомендуется использовать подобные устройства в серверах 1с в связи с низким коэффициентом отказоустойчивости и стабильности работы – компоненты этих дисков попросту не предназначены для работы в режиме 24/7 и быстро выходят из строя.
• HDD Sata Server. Под данным наименованием обычно понимаются жесткие диски с интерфейсом Sata и скоростью вращения шпинделя 7 200 оборотов\мин. Приставка «Server» означает, что такие диски проходили тестирование на работоспособность в серверных системах и рассчитаны на стабильную работу в режиме 24/7. Обычно используются в серверах 1С для хранения больших объемов информации, не требующей высокой скорости ее обработки. К примеру – архивные базы 1с, папки обмена, файлы выгрузок офисных документов и т.д.
• HDD SAS Server. Отличий интерфейса SAS (современного аналога SCSI) от интерфейса Sata несколько. Здесь и среднее время отклика диска, и работа в общей дисковой полке, и работа с контроллером HDD на более высоких скоростях обмена информацией – до 6 Гб\с (по сравнению с Sata 3 Гб\с). Но главное преимущество - существование моделей SAS-дисков со скоростью вращения шпинделя 15 000 оборотов\мин. Именно эта конструктивная особенность позволяет SAS-дискам проводить почти в 3 раза больше операций ввода\вывода в секунду по сравнению с HDD Sata Server. Такие диски SAS имеют небольшой объем и их рекомендуется использовать под основные базы данных 1с с постоянно высокой рабочей нагрузкой.
• SSD диски. Эти диски отличаются от предыдущих не интерфейсом подключения, а своей конструкцией – они твердотельные и не имеют движущихся частей, т.е. по своей сути являются аналогами «флешек». Такие технологии позволяют SSD-дискам производить «запредельное» количество операций ввода\вывода в секунду (от 10 000 операций на самых простых моделях SSD). Однако подобное преимущество имеет и обратную сторону – более высокая цена SSD-дисков и «порог их жизни», который зависит от предела количества записи в блоки SSD. Впрочем, с каждым годом эти диски становятся все более доступными и долговечными. Поскольку стоимость SSD дисков многократно возрастает в зависимости от объема – разумнее всего будет использовать их под небольшие, но сверх-нагруженные базы данных 1с, требующие высокой скорости доступа, а так же под временные базы СУБД TempDB.
• SSD диски с поддержкой NVMe. NVMe (Non-Volatile Memory Express) — это интерфейс шины PCIe и драйвер, который использует преимущества увеличенной полосы пропускания, обеспечивая передачу в 25 раз большего объема данных по сравнению с аналогичными устройствами SATA. Наряду с большим объемом данных - запросы NVMe выполняются в 2 раза быстрее, чем в обычных накопителях. Кроме того, максимальное количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS) в шине NVMe превышает 1 миллион, и операции выполняются до 900% быстрее по сравнению с AHCI. NVMe также напрямую связывается с центральным процессором, обеспечивая наиболее высокую скорость обработки информации.

IOPS – количество операций ввода-вывода в секунду.

По сути, IOPS - это количество блоков информации, которое успевает считаться или записаться на носитель за 1 секунду времени. То есть, в чистом виде - это и есть ключевой параметр скорости обработки информации жестким диском, влияющий на производительность 1С сервера.

Конечно же, в чистом виде IOPS мало чем полезен для калькуляции итоговых расчетов и требований к дисковой подсистеме сервера 1С. Ведь суммарная производительность дисковой подсистемы складывается из типа RAID-массива, типов диска и показателей скорости его интерфейса, времени отклика (Latency), времени произвольного доступа, процентного соотношения количества операций чтения и записи и множества других факторов. Однако данный параметр является ключевым показателем скорости дисковой подсистемы и на этапах разработки серверной архитектуры, помогает определить – какой же тип жестких дисков вообще будет наиболее подходящим для тех или иных потребностей.

Оптимизация нагрузки сервера 1С 8.3

Чтобы усилить возможности записи дисковой подсистемы на 30-90%, можно увеличить количество дисков в RAID, выполнить кеширование в режиме отложенной записи, использовать диски с более высокой скоростью и низким «пенальти».

Самыми высокоскоростными считаются RAID массивы из SSD на базе SAS контроллеров или PCIe. У них есть лишь два минуса – технологические ограничения совместимости и относительно высокая стоимость. А бесспорными плюсами SSD являются возможность организации многоуровневого хранения данных.
Современное отношение цена-объём у SSD таковы, что экономически выгодно использовать пару SSD объёмом до 1Тб в RAID1 для размещения нескольких логических разделов: системного, логов, кэша и баз 1С.

Оптимальное размещение компонентов 1С на дисковой подсистеме будет примерно таким:

Прочие составляющие жесткого диска, на которые стоит обратить внимание.

• Физический размер (форм-фактор). На сегодняшний день почти все известные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер 3,5 либо 2,5 дюйма.
• Время произвольного доступа (random access time) - время, за которое жесткий диск гарантированно выполнит операцию чтения-записи на определенном участке магнитного диска. Как правило, более высокими результатами обладают серверные диски. Это является достаточно важным параметром при построении массива дисков для сервера СУБД 1С.
• Скорость вращения шпинделя - количество оборотов шпинделя жесткого диска в минуту. Здесь все просто и понятно - от скорости вращения шпинделя с магнитными пластинами зависят время доступа и средняя скорость передачи данных жесткого диска.
• Объём буфера жесткого диска - буфером называется временная память, предназначенная для сглаживания различий в скорости чтения/записи жесткого диска и передачи данных по интерфейсу.
•  Надёжность - определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Как правило, надежность напрямую зависит от производителя, цены и среды использования жесткого диска. Мы считаем надежность важным параметром жесткого диска, влияющим на качество работы сервера 1С.
• Допустимое количество перезаписей всего объема накопителя в день (DWPD) - сколько раз емкость диска пользователя может быть записана в день в течение гарантийного срока (или другого количества лет), основываясь на рабочих нагрузках стандарта JEDEC. Что, собственно, позволяет вычислить, когда SSD исчерпает свой ресурс.

МЫ рады, если эта информация была для вас полезной. Появились вопросы или возникли сложности с настройкой продуктов 1С? Обращайтесь! Наши специалисты готовы проконсультировать!

Команда "1С:БИЗНЕС РЕШЕНИЯ" поможет в решении любых бизнес-вопросов!