مزیت‌های باتری پشتیبان کش سرور HP Battery backed cache
عملکرد کلی سیستم‌های کامپیوتری تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد. اهمیت استفاده از باتری پشتیبان کش سرور اچ پی (که با عنوان Array Accelerator در HP Smart Array Controllers شناخته می‌شود) در به حداکثر رساندن عملکرد سیستم ذخیره‌سازی و جلوگیری از اینکه داده‌های مهم تجاری از بین برود، یکی از این عوامل است.
تیم اِف کِی نِت در این مقاله به بررسی فناوری به کار رفته در کنترلرهای HP Smart Array که ضمن محافظت از داده‌های حیاتی، هزینه‌های نگهداری طولانی مدت را نیز به حداقل می‌رساند، اهمیت استفاده از باتری پشتیبان کش در کنترلرهای Smart Array برای به حداکثر رساندن عملکرد سیستم ذخیره‌سازی و حفظ داده‌های نوشتاری ارسال شده در کش می پردازد.
نقش cache سرور در سیستم ذخیره
فرآیند انتقال داده‌ها از حافظه دیسک یا به آن شامل ذخیره داده‌ها به طور موقت در کش سرور اچ پی واقع در کنترلرهای موجود بر روی RAID (چیدمان کاهنده دیسک‌های مستقل) و کنترلرهای Array که انتقال داده را مدیریت می‌کند، است. حافظه پنهان یا کش از تراشه‌های DRAM حافظه سیلیکونی با سرعت بالا تشکیل شده است.
ویژگی قابل‌توجهی که در باتری پشتیبان کش سرور تعبیه شده‌است، زمان دسترسی نوشتن و خواندن داده‌ها از DRAM یا به اصطلاح Dynamic random access memory می‌باشد.
این میزان برابر با ۱۰۶ یا یک میلیون بار سریعتر از زمان دسترسی معمولی برای نوشتن اطلاعات به طور مستقیم بر روی درایوهای دیسک یا خواندن داده‌ها از روی آن است.
در یک عملیات پست رایت همانطور که کامپیوتر داده‌ها را بر روی کش ثبت می‌کند، عملیات رایت کامل شده و هاست فوراً برای انجام عملیات دیگر آماده می‌شود.
در واقع هاست مجبور نیست برای انتقال داده‌های ثبت شده بر روی دیسک صبر کند.
بنابراین به کار گیری حافظه کش در کنترل‌های RAID عملیات رایت را سرعت بخشیده و از این طریق عملکرد کلی سیستم را بهبود می‌بخشد. البته این تنها مزیت عملیات پست رایت مزایای نیست.
برای مثال چنانچه کامپیوتر هاست هنوز مشغول ثبت حافظه باشد، کنترل RAID به سرعت این داده‌های خوانده شده را از محتوای ذخیره شده دریافت می‌کند.
همچنین اگر هاست داده‌های جدیدی برای ثبت در همان مقصد داشته باشد، کنترلر محتوا را over write کرده و عملیات رایت دیسک اضافی را حذف می‌کند.
این کار می‌تواند عملکرد هر سطحی از RAID را با ترکیب دو یا چند درخواست و تبدیل آن به یک درخواست برای درایو دیسک ، بهبود ببخشد.
چنین عملیاتی مدت زمان تأخیر چرخش دیسک و فرآیندهای اضافی را کاهش می‌دهد. رایت کش می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد RAID5 را از طریق جمع‌آوری درخواست‌ها برای به انجام رساندن یکباره آنها و رایت دیسک بهبود ببخشد.
این فرآیند دسترسی به رایت دیسک را از توازن read-modify-write یا نوشتن، خواندن و تغییر داده‌ها بی‌نیاز می‌کند. چرا که همه بخش‌های استریپ که نیازمند به روز رسانی هستند، در کش رایت در دسترس می‌باشند.
ضرورت استفاده از باتری پشتیبان کش سرور
ستفاده از باتری پشتیبان کش سرور اچ پی برای هر سیستمی که حاوی اطلاعات ضروری است، یک اقدام حیاتی محسوب می‌شود. زمانیکه رایت داده‌ها کامل می‌شود، کش باید قادر باشد که از این داده‌ها در مقابل رویدادهایی مانند خاموش شدن کامپیوتر قبل از انتقال داده‌ها به درایو محافظت کند.
چنانچه عملکرد پاور سیستم مختل شده یا کامپیوتر هاست متوقف شود و یا حتی اگر کنترلر RAID درست کار نکند، باتری پشتیبان داده‌ها را تا زمانیکه کاربر همه اطلاعات به خصوص اطلاعات تجاری مهم را بازگردانی کند، حفظ می‌کند.
بسته به ظرفیت باتری‌ها در هنگام اختلال در پاور، کش با پشتیبانی از باتری به طور معمول قادر به حفظ یکپارچگی داده‌ها برای چندین روز است.
ویژگی دیگر این باتری‌ها که در نوع خود منحصر به فرد است، قابلیت شارژ باتری‌های استفاده شده در باتری پشتیبان کش HP است. این ویژگی این امکان را به کاربر می‌دهد که شارژ کامل را حتی پس از قطع برق نیز حفظ کنند.
HP با جلوگیری از عملیات پست رایت تا زمانیکه باتری‌ها در سطح شارژ قابل قبولی برای پشتیبان گیری از اطلاعات در مدت زمان تعیین شده باشند، از داده‌های کش محافظت می‌کند.
با وجود باتری کش، کنترلر RAID می‌تواند با ذخیره موقت داده‌ها در حافظه باتری به جای درایوها، به سایر امور مانند گسترش ظرفیت و انتقال RAID سرعت ببخشد. این تجهیز خیال کاربر را از بابت حفظ اطلاعات در هر شرایطی راحت می‌کند.
احتیاط : شما به عنوان کاربر سیستم کامپیوتری و باتری پشتیبان کش، برای جلوگیری از به خطر انداختن یکپارچگی داده‌های مهم تجاری، باید همیشه سیستم عامل را با احتیاط خاموش کنند. این موضوع تضمین می‌کند که تمام داده‌های نوشتاری ارسال شده در کش، قبل از قطع برق به درایوهای دیسک منتقل شوند.
بازیابی اطلاعات از باتری پشتیبان کش سرور
نکته جالب توجه دیگری که در مورد باتری پشتیبان کش وجود دارد این است که، اگر در حین ذخیره داده‌ها در کش ارسال شده، برق به طور غیرمنتظره قطع شود، کنترلر Smart Array با بازگشت برق ظرف چند روز و به طور خودکار این داده‌ها را بازیابی و بر روی دیسک ثبت می‌کند.
و اما درصورتیکه برق ظرف چند روز بازیابی نشود، باتری‌های رایت کش تخلیه شده و داده‌های ارسال شده در کش از بین می رود. پس از بازیابی برق سیستم، باتری های قابل شارژ ظرف چند ساعت شارژ می‌شوند.
حتی شما می‌توانید در صورت خرابی منبع تغذیه سرور، کارت کنترلر Smart Array و همه درایوها را به سرور دیگری منتقل کرده تا شرایط حفظ داده‌های موجود در رایت کش در درایوها فراهم شود.
همچنین در صورت خرابی کنترلر، ماژول کش حاوی داده‌های نوشتاری ارسال شده، می‌تواند به یک کنترلر جدید Smart Array منتقل شود. کنترلر جدید Smart Array که حاوی داده‌های نوشتاری ارسال شده در کش خود است، باید به درایوهای اصلی که مقصد داده‌های نوشتاری هستند، پیوست شود. هنگام استفاده از رید کنترلر تعبیه شده در کش ، هیچ نگرانی در زمینه امنیت اطلاعات وجود ندارد.
از آنجایی که رید کنترلر در برد سرور تعبیه شده است، در صورت خرابی برد سرور، همان صفحه برد باید جایگزین آن شود. همچنین باتری کش باید در برد سرور جدید نصب شود.
معیارهای انتخاب باتری پشتیبان کش سرور
کنترلرهای RAID محصولات را با انواع پیکربندی باتری عرضه می‌کنند. عملکرد باتری پشتیبان کش سرور اچ پی بسته به نوع باتری استفاده شده در آن، ظرفیت قابل استفاده باتری و سادگی بازیابی اطلاعات در صورت قطع منبع انرژی خارجی متفاوت است. بر این اساس مهم‌ترین پارامترهای ارزایابی طول عمر و عملکرد باتری عبارتند از:
- سن باتری
- دمای محیط سرور
- اثر حافظه ظرفیت یا Capacity Memory Effect (که برای باتری‌های NiCD به طور چشمگیری ظرفیت را بدون اینکه تخلیه دوره‌ای کامل انجام شود، کاهش می‌دهد)
- تعداد چرخه دیس‌شارژ عمیق پشتیبانی شده قبل از کاهش ظرفیت
- کاهش ظرفیت ناشی از سازنده‌های دندریت (که ناشی از شارژ قطره‌ای مداوم است)
- دقت اندازه‌گیری ظرفیت باقیمانده
از آنجاییکه عوامل متعددی می‌تواند ظرفیت باتری را با گذشت زمان کاهش دهند، داشتن یک روش دقیق برای تعیین ظرفیت باتری باقیمانده برای کاربران بسیار مهم است.
انواع باتری کش سرور
یکی از پرکاربردترین باتری‌ها نیکل کادمیوم (NiCD) Nickel Cadmium است که با وجود محدودیت‌های اساسی در آن، معمولاً برای کش باتری استفاده می‌شوند. این نوع باتری دارای اثر حافظه ظرفیتی است، که ظرفیت باتری را کاهش می‌دهد. همچنین در این نوع باتری هیچ راهی برای اندازه‌گیری دقیق ظرفیت موجود تعبیه نشده‌است.
اما چندین سال است که HP از باتری‌های دی اکسید منگنز لیتیوم Lithium Manganese Dioxide batteries (MnO2 Li) برای پشتیبانی از حافظه کش استفاده می‌کند. این باتری‌ها اثر حافظه ظرفیتی ندارند، اما فقط از ۶۰ تا ۱۰۰ دوره دیس‌شارژ عمیق را پشتیبانی می‌کنند. نکته مهمی که بهتر است بخاطر بسپارید این است که، باید از چرخه دیس‌شارژ عمیق باتری‌های دی اکسید منیزیم لیتیوم اجتناب شود، زیرا این امر به طور معمول ظرفیت باتری باقیمانده را کاهش می‌دهد.
اهمیت برنامه نگهداری باتری کش سرور
باتری‌های مورد استفاده در حافظه کش به طور معمول سه سال عمر می‌کنند. بنابراین، HP توصیه می‌کند که این باتری‌ها را بعد از سه سال استفاده حتماً تعویض کنید.
در غیر اینصورت و در واقع سه سال پس از شروع به کارگیری این باتری‌ها، نمی‌توان انتظار داشت که در شرایط قطع برق یا اختلال در عملکرد پاور توان کافی برای محافظت از داده‌های ذخیره شده را داشته باشند.
HP همچنین توصیه می‌کند که کاربران باتری پشتیبان کش یک برنامه تعمیر و نگهداری برای تعیین زمانی که باتری‌ها به تعویض نیاز دارند، داشته باشند. و در تاریخ مشخص شده، باتری‌ها را فوراً تعویض کنند. کد تاریخ باتری در قالب MMYY و در لبه خارجی پوشش باتری قابل مشاهده است.
تعویض باتری سرور
در سال‌های گذشته، اکثر باتری‌های مورد استفاده برای پشتیبان‌گیری از کش سرور اچ پی ، دارای اتصال دائمی به کارت کنترلر RAID یا برد کش جدا شونده که در بالای کارت کنترلر RAID نصب است، بودند. برای تعویض باتری‌ها، کاربران باید ظرف مدت سه سال همه کارت کنترلرهای RAID یا حداقل برد کش جدا شونده را تعویض کنند.
تا زمانی که کاربران کنترلرهای HP’s line of Smart Array را اجرا نکنند، جایگزینی کنترلر RAID می‌تواند یک فرآیند فوق‌العاده پر هزینه و زمان‌بر باشد که شامل پشتیبان گیری کامل و بازیابی کلیه اطلاعات، برنامه، سیستم عامل و اطلاعات پیکربندی ذخیره‌شده است.
HP با معرفی سری HP Smart Array 5300 Controller، پک باتری قابل تعمیر را معرفی کرد. این ویژگی امکان تعویض رایگان پک باتری را بدون نیاز به تعویض کارت سری Array 5300 Controller یا برد کش جداشدنی فراهم می‌کند.
دیگر روش‌های جایگزینی باتری سرور
اگر تعویض باتری امکان پذیر یا مطلوب شما نیست، دو راه برای ادامه مدیریت ذخیره‌سازی اطلاعات دارید، بدون اینکه خطر از دست دادن داده‌های مهم وجود داشته باشد:
۱. اولین مورد نرم افزار مدیریت است که برای بیشتر کنترلرهای RAID به کار می‌آید و متخصصان مدیریت ذخیره‌سازی را قادر می‌کند نحوه استفاده از کش سرور اچ پی روی کنترلرها را تعیین کنند:
- ۱۰۰ درصد به عنوان خواندن کش
- ۱۰۰ درصد به عنوان نوشتن کش
- درصدهایی برای هر مورد؛ برای مثال ۵۰ درصد خواندن کش و ۵۰ درصد نوشتن آن و یا ۷۵ درصد برای خواندن و ۲۵ درصد برای نوشتن
با استفاده از نرم‌افزار پیکربندی، کاربران می‌توانند کش رایت را با انتخاب ۱۰۰٪ cache read خاموش کنند. با این حال، اگر کش رایت خاموش باشد، ممکن است عملکرد رایت با اختلال مواجه شود. علاوه بر این کاربر دیگر نباید عملیاتی را که نیاز به استفاده از باتری دارد مانند RAID migration, stripe migration یا افزایش ظرفیت شروع کند.
۲. به عنوان روش دوم ، کاربران می‌توانند کنترلر RAID مورد استفاده را با کنترلر RAID جدیدتر، سریعتر و قدرتمندتر جایگزین کنند. اگر خود سرور با یک سرور سریعتر و قدرتمندتر جایگزین شود، پس از پیاده‌سازی مجدد سرور و کنترلر RAID (با خاموش کردن کش)، بازده سرمایه‌گذاری که بر روی این تجهیزات انجام گرفته‌است، به حداکثر می‌رسد.
اگر باتری‌ها قابل تعویض نباشند و کش رایت خاموش نشود، کاربران باید آماده باشند تا در صورت خراب شدن باتری خارجی یا سرور و در صورت ناکافی بودن ظرفیت باتری برای حفظ یکپارچگی داده‌ها، از بین رفتن دائمی اطلاعاتشان را تجربه کنند.
نتیجه گیری
همانطور که خودتان می‌دانید، یکپارچگی و در دسترس بودن داده‌ها در کسب‌وکارهای امروزی یک امر ضروری است. کش در کنترلرهای RAID باعث افزایش سرعت فرآیندهای خواندن و نوشتن داده می‌شود. اما اگر این کش از باتری پشتیبانی نکند، فرآیند نوشتن در هنگام از کار افتادن سرور یا کنترلر، در معرض خسارات جبران ناپذیر به داده‌ها قرار می‌گیرد.
از طرفی عملکرد باتری پشتیبان کش سرور اچ پی مطابق با اندازه ظرفیت باقیمانده باتری‌های آن است. کاربران باتری پشتیبان کش در کنترلرهای RAID، باید از فاکتوری مانند طول عمر باتری که حتی با وجود باتری پشتیبان می‌تواند منجر به از دست رفتن اطلاعات شوند، مطلع باشند. بنابراین وجود یک برنامه تعمیر و نگهداری که شامل تعویض باتری‌ها ظرف سه سال باشد، ضروری است. مگر اینکه اقدامات خاصی در این مدت انجام شود.
از آنجاکه داده‌ها بیش از سرورها، هارد دیسک یا حتی رید کنترلرها عمر می‌کنند، اگر انطباق و انتقال داده توسط فروشنده سخت‌افزار پشتیبانی نشود، ارتقاء تجهیزات می‌تواند هزینه هنگفتی برای کسب‌وکارها داشته باشد. HP با عرضه خانواده کنترلرهای Smart Array که انتقال داده‌ها را انجام داده و محافظت از اطلاعات حیاتی را بر عهده می‌گیرد، ضمن اینکه هزینه‌ها را به حداقل می‌رساند، شرایط مورد نیاز محیط‌های کسب‌و‌کاری امروز را نیز برآورده می‌کند،
امیدواریم که توضیحات این مطلب برایتان مفید واقع شده باشد
