Un controlador de matriz de discos es un dispositivo que administra las unidades de disco físicas y las presenta a la computadora como unidades lógicas . Casi siempre implementa RAID de hardware , por lo que a veces se le denomina controlador RAID . También suele proporcionar caché de disco adicional .
El controlador de matriz de discos a menudo se abrevia ambiguamente como controlador de disco , que también puede referirse al circuito responsable de administrar las operaciones de la unidad de disco interna.
Un controlador de matriz de discos proporciona interfaces de front-end y de back-end.
Un único controlador puede utilizar diferentes protocolos para la comunicación de back-end y de front-end. Muchos controladores empresariales utilizan FC en el front-end y SATA en el back-end.
En una arquitectura empresarial moderna, los controladores de matrices de discos (a veces también llamados procesadores de almacenamiento o SP [1] ) son partes de gabinetes físicamente independientes , como matrices de discos ubicadas en una red de área de almacenamiento (SAN) o servidores de almacenamiento conectado a la red (NAS). .
Esas matrices de discos externos generalmente se compran como un subsistema integrado de controladores RAID, unidades de disco, fuentes de alimentación y software de administración. Depende de los controladores proporcionar funcionalidad avanzada (varios proveedores las nombran de manera diferente):
Un controlador de matriz de discos simple puede caber dentro de una computadora, ya sea como una tarjeta de expansión PCI o simplemente integrado en una placa base . Un controlador de este tipo normalmente proporciona la funcionalidad de adaptador de bus de host (HBA) para ahorrar espacio físico. De ahí que a veces se le llame adaptador RAID .
En febrero de 2007, Intel comenzó a integrar su propio controlador Matrix RAID en sus placas base más sofisticadas, brindando control sobre 4 dispositivos y 2 conectores SATA adicionales, y un total de 6 conexiones SATA (3 Gbit/s cada una). Para compatibilidad con versiones anteriores, también está presente un conector IDE capaz de conectar 2 dispositivos ATA (100 Mbit/s).[actualizar]
Si bien los controladores RAID de hardware estuvieron disponibles durante mucho tiempo, siempre requirieron discos duros SCSI costosos y estaban dirigidos al mercado de servidores y computación de alta gama. Las ventajas de la tecnología SCSI incluyen permitir hasta 15 dispositivos en un bus, transferencias de datos independientes, intercambio en caliente y MTBF mucho más alto .
Alrededor de 1997, con la introducción de ATAPI-4 (y por lo tanto el Ultra-DMA-Mode 0 , que permitía transferencias de datos rápidas con menos utilización de CPU ), se introdujeron los primeros controladores ATA RAID como tarjetas de expansión PCI. Esos sistemas RAID llegaron al mercado de consumo, donde los usuarios querían la tolerancia a fallos de RAID sin invertir en costosas unidades SCSI.
Las unidades ATA permiten construir sistemas RAID a un costo menor que con SCSI, pero la mayoría de los controladores ATA RAID carecen de un búfer dedicado o hardware XOR de alto rendimiento para el cálculo de paridad. Como resultado, ATA RAID tiene un rendimiento relativamente pobre en comparación con la mayoría de los controladores SCSI RAID. Además, la seguridad de los datos se ve afectada si no hay una batería de respaldo para finalizar las escrituras interrumpidas por un corte de energía.
Debido a que los controladores RAID de hardware presentan volúmenes RAID ensamblados, no se requiere estrictamente que los sistemas operativos implementen la configuración y el ensamblaje completos de cada controlador. Muy a menudo, solo se implementan las funciones básicas en el controlador de software de código abierto , y el fabricante del hardware proporciona funciones extendidas a través de blobs binarios directamente.
Normalmente, los controladores RAID se pueden configurar completamente a través del BIOS de la tarjeta antes de iniciar un sistema operativo y, después de iniciar el sistema operativo, el fabricante de cada controlador ofrece utilidades de configuración patentadas , porque el conjunto exacto de funciones de cada controlador puede ser específico de cada controlador. cada fabricante y producto. A diferencia de los controladores de interfaz de red para Ethernet , que generalmente se pueden configurar y mantener completamente a través de paradigmas de sistemas operativos comunes como ifconfig en Unix , sin necesidad de herramientas de terceros, cada fabricante de cada controlador RAID generalmente proporciona su propio software propietario. herramientas para cada sistema operativo que consideran compatible, lo que garantiza la dependencia del proveedor y contribuye a los problemas de confiabilidad. [2]
Por ejemplo, en FreeBSD , para acceder a la configuración de los controladores RAID de Adaptec , los usuarios deben habilitar la capa de compatibilidad de Linux y utilizar las herramientas de Linux de Adaptec, [3] comprometiendo potencialmente la estabilidad, confiabilidad y seguridad de su configuración, especialmente cuando se tiene en cuenta la visión a largo plazo. [2] Sin embargo, esto depende en gran medida del controlador y de si la documentación de hardware adecuada está disponible para escribir un controlador, y algunos controladores tienen versiones de código abierto de sus utilidades de configuración, por ejemplo, mfiutily mptutilestán disponibles para FreeBSD desde FreeBSD. 8.0 (2009), [4] [5] así como mpsutil/ mprutildesde 2015, [6] cada uno de los cuales admite solo sus respectivos controladores de dispositivo, este último hecho contribuye a la hinchazón del código .
Algunos otros sistemas operativos han implementado sus propios marcos genéricos para interactuar con cualquier controlador RAID y proporcionan herramientas para monitorear el estado del volumen RAID, así como también facilitar la identificación de la unidad mediante parpadeo del LED, administración de alarmas, designaciones de discos de repuesto dinámicos y depuración de datos § RAID desde dentro del sistema operativo sin tener que reiniciar en el BIOS de la tarjeta. Por ejemplo, este fue el enfoque adoptado por OpenBSD en 2005 con su controlador de pseudodispositivo bio(4) y la utilidad bioctl , que proporciona el estado del volumen y permite el control de LED/alarma/repuesto, así como los sensores (incluido el controlador ). sensor ) para monitoreo de salud; [7] NetBSD adoptó y amplió posteriormente este enfoque también en 2007. [8]
Con bioctl , el conjunto de funciones se mantiene intencionalmente al mínimo, de modo que la herramienta pueda admitir cada controlador de la misma manera; La configuración inicial del controlador debe realizarse a través del BIOS de la tarjeta, [7] pero después de la configuración inicial, todo el monitoreo y reparación diarios debería ser posible con herramientas unificadas y genéricas, que es lo que bioctl está configurado para lograr. .