Server med IDE-RAID1

Mårten ”MjO” Johansson tar en funderar på ett system som kan vara en gudsgåva för den lille företagaren eller helt enkelt för de som prioriterar stabilitet och säkerhet. En server med bland annat RAID1-array och hotswap.

Klockan börjar
närma sig 16:00 en fredag eftermiddag. Fåglarna kvittrar utanför fönstret,
smältvattnet porlar ned för stuprännan och alla går omkring och har
vårkänslor. Det är snart helg och du har planerat in en romantisk helg på
hemlig ort med hotell och lyx för tjejen som du gillar. Det återstår nu bara
minuter och då inträffar det som inte får inträffa. Orderavdelningen kan
inte skriva ut och du skyndar snabbt över för att rätta till det du tror är
ett vanligt användarfel. Det visar sig dock inte vara det och samtidigt som
du ska gå in i serverhallen för att kontrollera servern, ropar
ekonomiavdelningen att de inte kommer åt bokföringen. De varma känslorna av
vår och kärlek byts snabbt ut mot en isande klump i magen när du inser att
hårddisken i servern har skurit ihop. Till råga på allt så låg dessa två
funktioner på en server som du skulle byta ut, men inte haft tid och den
hade inte ens dubbla hårddiskar. Du springer till skåpet där
säkerhetskopiorna finns och samtidigt som du frenetiskt söker bland banden
ser du din mysiga helg glida ifrån dig.

För mindre
företag kan det vara dyrt att investera i dyra servrar med redundanta system
i form av hårddiskar och nätaggregat, men man måste se det hela ur lite
annan synvinkel. Ibland kan det faktiskt vara så att hela verksamheten
bygger på den information man har lagrad på sina servrar och om den
informationen inte längre finns tillgänglig så kan man heller inte driva
sitt företag. Pengar förloras varje minut som maskinerna står stilla och om
man inte kan återskapa informationen så kanske hela företaget går omkull.

Nu finns det dock alternativ till de riktigt dyra maskinerna. Framförallt är
det hårddiskarna som kostar pengar, även om en riktig server (om jag ska
använda det uttrycket) innehåller mycket mer än SCSI-hårddiskar. Det kan
vara viktiga funktioner för övervakning, dubbla nätaggregat eller flera och
mycket annat som gör den till en mer driftsäker maskin. Tittar man sedan på
prislappen så är det självklart att den kostar väldigt mycket pengar. Man
kan faktiskt bygga en relativt säker server med enkla medel och det är också
det som jag tänkte visa er med denna artikel.

Målet är inte en prestandamaskin för databaser eller liknande, utan en
vanlig server för lagring, hemsidor, e-post eller skrivare med RAID1 och
hot-swap.

---

När jag valde komponenter till servern
tittade jag självklart på priserna, men valde ändå produkter från
tillverkare som jag litade på och hade kommit kontakt med tidigare. Det ska
ju ändå bli en server, så man vill ju att den ska vara stabil. Valet föll på
ett moderkort från Asus och en processor från Intel, som för övrigt blev en
Pentium 4 på 3,0 GHz med en systembuss på 800 MHz och 1 MB cache.
Internminne behövs alltid i en server så jag stoppade in 1 GB till att börja
med.

Nätverkskort finns redan integrerat på
moderkortet och det är ett kort med gigabithastighet från 3COM. Jag behövde
dock ett till på grund av att jag kommer köra en hemsida på maskinen som jag
vill komma åt även fast maskinen står innanför brandväggen. Nästa steg var
att välja ett styrkort till hårddiskarna och eftersom Promise varit med och
tillverkat sådana produkter länge så valde jag ett Fasttrack SX4000 och
monterade 256 MB minne på det.

Hårddiskarna fick bli två stycken Maxtor på
vardera 200 GB, med IDE-gränssnitt och ATA133. Ett chassi från Chieftech och
några chassifläktar kompletterade hela inköpslistan och till sist lade jag
även till en DVD-brännare för säkerhetskopiering. Självklart behövs även
någon form av batteribackup och det finns en mängd prisvärda alternativ att
beakta. Jag har dock en stor UPS redan som denna maskin kommer kopplas till.

Jag kommer gå igenom lite mer om funktionerna och för- och nackdelar under
nästa avsnitt.

---

Då var det dags
för det roligaste, nämligen att sätta ihop datorn och provköra den för
första gången. Innan vi rycker dag i skruvmejseln och sliter skyddsplasten
av lådan vill jag dock ta upp ett par saker med er, som ni med all säkerhet
har hört förut. Datorkomponenter är mer eller mindre känsliga för statisk
elektricitet (ja, varningssymbolerna på påsarna som komponenterna kommer i
har en betydelse) och därför gäller det att handskas med dem därefter.
Skydda dig genom att arbeta på en arbetsplats där det är lämpligt och använd
gärna någon form av jordningsarmband eller liknande. Skruva moderkort på en
heltäckande matta samtidigt som din mamma dammsuger den är alltså inte bra.

Nordichardware kan inte hållas ansvarig för skador som uppstår på material
eller personer i samband med denna artikel. Om du är osäker så ta hjälp av
någon som kan, och tänk på att det sker på egen risk. Om du handskas
ovarsamt med en produkt så är det inte säkert att garantin gäller om den går
sönder. Med det sagt så ger vi oss utan vidare fördröjning in på själva byggandet.

Styrkortet är
utrustat med en minnesplats som stödjer upp till 256 MB minne (vanlig SDRAM)
med ett minimikrav på 64 MB. Detta måste man köpa till separat och här ska
man tänka sig för innan man handlar så att man får ett minne som styrkortet
är kompatibelt med. På tillverkarens hemsida finns det en

lista över vilka minnen som kortet klarar av och jag valde personligen
ett minne från Kingston.

Det är vanligt att lite mer avancerade styrkort är utrustade med cacheminne,
även om den maximala gränsen på detta kort ligger ovanligt högt. Eftersom
minne är billigt idag så valde jag naturligtvis att montera på 256 MB
direkt. Hur stor användning av minnet man har beror lite på vad man ska
använda sin server till. Om du till exempel kör en webbserver där samma
filer läses om och om igen så tjänar man i prestanda på att ha mycket
cacheminne. Dock ska man tänka på att mer minne innebär större risker i form
av dataförluster om det blir strömavbrott och server inte är ansluten till
en UPS. Detta har man dock tänkt på och minnet opererar i så kallat ”write-through”-läge
som innebär att när data skrivs så sker detta parallellt både till
internminnet och cacheminnet. Om man vill kan man dock skifta till ”write-back”-läge
för att få lite bättre prestanda, men med lite sämre säkerhet. Det är ju
bara när data skall skrivas som det finns risk för förluster, inte när data
läses vilket är det som servern kommer göra mest.

Jag valde att inte röra inställningen eftersom jag monterade på 256 MB och
vill sova gott om natten.

Man kan
naturligtvis koppla hårddiskarna direkt till styrkortet och placera dem
inuti datorn men om man vill ha möjlighet att under drift byta en hårddisk
som är trasig ska man satsa på hårddiskrack med hot-swap. Promise tillverkar
ett rack som heter SuperSwap 1000 som passar utmärkt till styrkortet och det
finns både i vanlig beige färg och i mörkgrå. Nu var det så illa att de
gråfärgade inte fanns på lager och vem orkar vänta?

Hårddiskracken medför alltså möjlighet att ta ur en disk och skjuta in en ny
utan att slå av datorn. Detta går inte att göra om man har hårddisken
monterad i datorn och ansluten till strömförsörjning och flatkabel på
vanligt sätt. Vid ett eventuellt haveri av en hårddisk byter man den och
sedan bygger styrkortet om din array automatiskt. Vilka olika typer av RAID
man kan köra och var en array är ska vi prata om i nästa kapitel.

Funktionen
för hot-swap sitter alltså i racket där IDE-anslutningen och
strömförsörjningen finns på insidan och en speciell mellankoppling sitter på
baksidan. Mellankopplingen består av två delar, en på den löstagbara delen
av racket och den andra på den fast monterade ramen.

Om man kopplar in ett kort eller en hårddisk i en dator medan den är på
kommer den med all säkerhet att stänga av sig, starta om eller kanske till
och med sluta fungera. Detta beror först och främst på risken för
kortslutning men även för att den rusning av ström till komponentens
urladdade kondensatorer och komponenter skadar datorns nätaggregat. Detta
löser man med speciella kretsar som kontrollerar strömtillförseln när man
skjuter samman racket med ramen så att man mjukstartar den så att säga.
Kretsarna skyddar också utrustningen mot kortslutning under drift.

På baksidan
av ramen, alltså den del som är lika stor som en vanlig CD-, eller
DVD-spelare, är utrustad med en vanlig IDE-anslutning och en anslutning för
strömförsörjning. Här kopplar du in flatkablarna från styrkortet och
ansluter strömförsörjningen direkt till nätaggregatet eller via förgreningen
som medföljde i paketet (om du har dåligt med lediga anslutningar). På den
högra bilden så ser du också hur den kontakt som tar emot racket ser ut.

Hårddiskar som sitter i en server som jobbar kontinuerligt behöver också god
ventilation för att leva så länge som möjligt. En överhettad hårddisk går
sönder mycket snabbare än en hårddisk som är sval så därför är ramen på
racket utrustad med en fläkt som suger luft från framsidan och genom lådan.
Nu är det självklart så att en hårddisk i ett rack eller låda blir varmare
än en hårddisk som sitter inuti lådan på egen hand, men man får ju väga
för-, och nackdelarna mot varandra och bestämma sig för vad man själv vill
ha.

Jag blev lite
förvånad när jag såg att det inte fanns någon vanlig kabel internt utan att
själva IDE-anslutningen var roterbar så att man snurrar på den ett halvt
varv så att anslutningen hamnar bakåt. Sedan skjuter man fast hårddisken på
anslutningen, sätter dit kabeln för strömförsörjningen och sedan roterar man
tillbaka hela härligheten. När det är gjort fixeras hårddisken i racket med
fyra skruvar.

Detta förfarande fungerar enligt mig bättre än i de fall man ska ansluta en
flatkabel för att sedan trycka ner allt i lådan och försöka få kabeln att
inte vika sig på något konstigt sätt eller göra så att hårddisken hamnar för
långt upp för att skruvarna skall gå att använda.

Nästa steg är
att förbereda moderkortet för montage i lådan, vilket inte är speciellt
mycket om man jämför med moderkort förr i tiden som man var tvungen att
manuellt konfigurera med byglingar och dylikt. Vilket moderkort man väljer
är naturligtvis individuellt, men jag gillar stabilitet så det fick bli ett
Asus P4P800 med I865PE-chipset. Kortet har allt man behöver inbyggt och
Gigabit-LAN från 3COM. Grafikkort finns inte inbyggt, men det gör inget för
jag tänkte ändå köra ett separat sådant så att inte internminnet används av
det och det inbyggda ljudkortet stänger jag av i BIOS.

Hur mycket
minne du vill börja med beror på vad du ska använda servern till
naturligtvis. Jag tänkte börja med 1GB, eftersom minne är ändå relativt
billigt med tanke på prestandavinsterna man får med ökningen från 512MB till
1GB. Om man vill köra en enklare databas på server, till exempel med SQL
Server 2000 så får man tänka på att den äter en hel del RAM, precis som
webbservern med SharePoint Services. Nu är detta ingen
prestandakonfiguration så räkna inte med att köra tunga databaser på denna
server.

Förutom hårddiskarna så arbetar allt i datorn bättre och stabilare om det är
svalt och därför ska jag sätta in fyra stycken extra fläktar som får sköta
om ventilationen. Fläktarna är av vanlig modell med en vanlig anslutning för
strömförsörjning, alltså inte en som passar på moderkortet. Jag försöker
undvika köra fläktar på moderkortet eftersom det är stabilare med dem
kopplade direkt till nätaggregatet, även om jag nu då inte kan övervaka
varvtalet på dem.

Moderkortet
monteras i lådan efter det att processorn och minnet är fastsatt och det
skruvas med alla nio skruvarna så att det sitter som det ska. Fläktarna
monteras i de befintliga monteringsanordningarna som finns i lådor från
Chieftech, två på baksidan och två på framsidan. Sen är det bara att koppla
in kablarna från lådan till moderkortet och från hårddiskarna till
styrkortet och slutligen strömförsörjningen.

Jag gillar
att ha ordning och reda och förutom detta så mår komponenterna bättre av att
kablarna sitter snyggt och prydligt uppsatta med buntband istället för att
ligga och skräpa i lådan och orsaka sämre genomströmning av luft. Som ni ser
på bilderna ovan så har jag också monterat en DVD-brännare för
säkerhetskopiering. Den kommer även till pass för att bränna ut saker som
lagras på maskinen eftersom den primärt kommer användas som filserver.

När allt detta är klart så är det bara att ansluta alla kablar på baksidan
och slå igång den. Om allt går vägen så ska lampan lysa blått och allt
fungera. Lamporna på hårddiskracken lyser gult, men det är också normalt
innan de startar upp, eller innan en array har konfigurerats.

---

Jag tänkte
först förklara lite vad RAID är och några av de vanligaste konfigurationerna
det finns att välja mellan. RAID står för Redundant Array of Independent Disks och det
betyder fritt översatt driftsäker sammankoppling av individuella hårddiskar.
Själva sammankopplingen sker med hjälp av ett styrkort som kan hantera RAID
och de fysiska enheterna ersätts av en logisk enhet vilket gör att
operativsystemet endast ser en enda stor lagringsenhet. Fördelarna med RAID
beror lite på vilken typ av RAID man väljer att använda sig av och vissa
konfigurationer lämpar sig speciellt bra för vissa arbetsuppgifter.

RAID0

Den första typen av RAID heter RAID0 och det kallas även för ”striping”. I
en RAID0-konfiguration kopplas hårddiskarna samman och man utnyttjar det
totala utrymmet på hårddiskarna, under förutsättning att de är identiska. Om
hårddiskarna inte är identiska används den minsta hårddisken som en mall och
alla andra utnyttjar bara så mycket utrymme som den minsta hårddisken kan
hantera. Detta kan till exempel betyda att om du kopplar ihop en hårddisk på
100 GB med tre hårddiskar på 200 GB så kan du bara använda 4×100, det vill
säga 400 GB. Prestandamässigt så fördelas arbetsbelastningen mellan
hårddiskarna och generellt sett så erhåller du en bättre prestanda med
RAID0, och allra bäst får man med identiska diskar. Denna form av RAID har
ingen säkerhet alls utan om en av hårddiskarna går sönder så förlorar du
hela sammankopplingen och den måste göras om när du bytt ut hårddisken som
slutat fungera. Den data du hade lagrad på RAID-enheten kan du inte få
tillbaka.

RAID1

Nästa typ kallas helt logiskt för RAID1 och även ”mirroring”. Som namnet
antyder så är det frågan om spegling av hårddiskar där man i första hand är
ute efter driftsäkerhet. Data skrivs parallellt till båda hårddiskarna
samtidigt och om en av hårddiskarna skulle sluta fungera så används den
kvarstående hårddisken. Den trasiga disken byts sedan ut och då sköter
styrkortet om själva återuppbyggnaden av RAID-enheten och efter en stund har
man återigen en spegling av två identiska hårddiskar. Även om
sammankopplingen bryts när en hårddisk går sönder så förloras ingen data och
har man en extra hårddisk inkopplad så tar den automatiskt över för den som
gått sönder. Man kan också använda sig av så kallad hot-swap vilket innebär
att du kan byta den felaktiga hårddisken under drift, utan att stänga av
datorn.

RAID0+1

Denna form är en kombination av de två första där det krävs minst fyra
hårddiskar för att skapa RAID-enheten. Precis som ni säkert redan listat ut
så är det frågan om en sammankoppling i RAID0 samtidigt som man speglar hela
härligheten i RAID1 så att man erhåller både prestanda och säkerhet.

JBOD

JBOD står för ”Just a Bunch Of Disks” och det är helt enkelt bara en mängd
hårddiskar som slås samman med vad man kallar för ”spanning”. Det blir
fortfarande en enhet och data skrivs till den första hårddisken tills dess
att den är full och sedan fortsätter det automatisk på hårddisk nummer två.
Precis som med RAID 0 så förlorar man all data om en av hårddiskarna går
sönder, men de kan vara olika stora och man använder precis allt utrymme.

RAID5

RAID5 är precis som RAID0 en form av ”striping” av data på tre eller fler
hårddiskar (beroende på styrkortets förmåga) dock med den skillnaden att
driftsäkerhet erhålls med hjälp av att data sparas separat från
paritetsinformationen på olika fysiska hårddiskar. Om du har tre hårddiskar
används utrymmet på två av dem och har du fyra hårddiskar används utrymmet
på tre av dem och så vidare. Denna form kan också kombineras med hot-swap
för byte av hårddisk under drift dock kan uppbyggnaden av RAID-enheten ta
mycket längre tid än vid till exempelvis RAID1 samt att du kan erhålla dålig
prestanda just då. Detta är en mycket populär form av RAID som används ofta
i servrar som sköter databaser och dylikt.

För att komma
in i styrkortets BIOS trycker du på CTRL+F när du ser att den informationen
är synlig på skärmen. Du möts sedan av en huvudmeny där du kan titta på
vilka hårddiskar som finns, vilka som är tilldelade något samt att du kan
skapa och ta bort en RAID-array eller konfigurera styrkortet. Börja med att
välja det första alternativet, view drives assignments för att se att
hårddiskarna som du har ansluta fungerar som de ska.

I mitt fall så har jag två hårddiskar ansluta och de fungerar korrekt vilket
ni kan se på den högra bilden.

Menyalternativet som låter dig definiera en array visar först upp alla
befintliga arrayer som finns konfigurerade på styrkortet. I mitt fall så
finns det naturligtvis inga alls, och då får man gå vidare genom att välja
en och trycka på enter.

Själva
konfigurationen är rätt rakt på där du helt enkelt först väljer vilken typ
av RAID du vill skapa. Eftersom jag har två hårddiskar som jag vill spegla
väljer jag RAID1 och sedan går ner ner till listan över tillgängliga
hårddiskar och tilldelar min nya array dessa två hårddiskar. När detta är
klart trycker jag på CTRL+Y för att spara konfigurationen.

Om du har en tredje hårddisk ansluten till styrkortet så kan du låta den
ligga kvar utan åtgärd. Om systemet hittar en sådan hårddisk i drift
betraktar den disken som en så kallad ”hot spare” och den används om någon
av de andra två i din RAID1-array slutar fungera. Det vore som om du satte
in en ny fast den använder en som redan sitter i datorn.

Du kommer
sedan skickas tillbaka till menyn där du definierar arrayer och då ska det
synas att du har en array konfigurerad i listan. Om inte så är fallet så har
du glömt att spara i föregående läget vilket betyder att du får göra om
detta steg. Se till att din array är märkt med ”bootable” om du vill starta
på den och avslyta sedan med ESC.

Datorn kommer
att startas om och du ser återigen meddelanden om hur man kommer in i
styrkortets BIOS. Detta ska du inte göra nu utan du ska gå in i datorns BIOS
för att där ställa in ordningen för hur och på vilket media datorn skall
starta. Som ni kan se på bilden så visas RAID-enheten ”FT SX4000” och du
väljer den som första enhet.

Tänk på att om du inte installerat något operativsystem på datorn så kanske
du måste välja en annan enhet som första enhet, eller välja CD-, eller
DVD-spelaren som andra om datorn inte kan starta på RAID-enheten.

Nästa steg är
att installera ett operativsystem och för er som aldrig hanterat RAID eller
SCSI tidigare så är ni förmodligen inte bekanta med att man måste lägga in
drivrutiner under installationen för att hårddisken skall hittas av
installationsprogrammet.

Jag har valt Windows Server 2003 som testinstallation eftersom artikeln
beskriver en server. Precis i början av installationen så kommer det upp ett
alternativ som säger att om du har en drivrutin för en enhet som måste
användas av installationen ska man trycka på F6 för att ange denna. Gör
detta när det står på skärmen och sen sätter du i disketten med
drivrutinerna som medföljer produkten. Markera det val som passar ditt
operativsystem och fortsätt installationen som vanligt.

När du nu
kommer fram till för vilken hårddisk du vill installera Windows på så kommer
det att synas en hårddisk i rutan. Hårddisken är ju egentligen RAID-enheten,
men för Windows så är det en enhet. Jag väljer att skapa två partitioner, en
för systemet på 10 GB och en för data på resterande ledigt utrymme. Denna
skapar jag inte här utan väntar tills operativsystemet är installerat för
det går snabbare att formatera den i Windows. Sen är det bara att fullfölja
installationen på vanligt sätt.

Tänk på att du måste ange och installera drivrutinen innan installation även
om du har Windows 2000 eller Windows XP, eftersom de inte finns med i
operativsystemet från början. Gör du inte detta kommer du inte att få upp
någon hårddisk att installera till.

---

Nu har jag
visat vilka komponenter man kan välja och hur man sätter ihop sin egen
server samt hur man kommer igång med installationen. Vilket operativsystem
man själv väljer beror lite på användningsområdet, budgeten och vilken
erfarenhet man har av respektive. Windows Server 2003 är inte det billigaste
direkt och ett alternativ är någon Linuxdistribution där Red Hat är enkelt
att börja med om man inte jobbat med Linux tidigare.

Personligen är jag en förespråkare för säkerhet, speciellt om man är
ansvarig för driften på ett företag. Man sover väldigt gott om natten om man
vet att det finns redundans i systemen och att inte allt står och faller med
en speciell dator. Som jag sa i inledningen så kan man komplettera för att
få den extra säker. Börja med att ansluta en UPS med koppling till maskinen
så att den själv stänger av sig kontrollerat om det blir avbrott i
strömförsörjningen en längre tid. Om datorn får gå ner okontrollerat så kan
du få korrupt data på hårddiskarna och om du har riktig otur så kan
hårdvaran gå sönder. Tänk på att speglade hårddiskar i RAID1 inte hjälper
mot datakorruption, det betyder bara korrupt data på två hårddiskar istället
för på en.

Ha alltid en eller ett par hårddiskar liggande på hyllan, om olyckan skulle
vara framme. Är det så illa att det inte går att rädda data under drift så
kan man i alla fall komma igång snabbt igen om man har nya fräscha
hårddiskar på lager. Detta får mig att komma in på säkerhetskopiering och
hur viktigt det är. Även fast man har RAID1 i alla servrar eller på annat
sätt hårddiskarna speglade så är man aldrig riktigt säker. Detta kan bero på
datakorruption som jag sa tidigare, eller så kan något bli stulet, brinna
ner eller på annat sätt förstöras. Säkerhetskopiera helst varje natt, sådant
som ändrats och gärna en full säkerhetskopiering en gång i veckan. Förvara
banden eller mediet i brandsäkert skåp eller i annan lokal eller bankfack.
Tänk på att det är ditt företag som finns på säkerhetskopiorna.

När du har klarat av ovanstående punkter kan du installera de tjänster som
du vill ha på din server. Förmodligen vill du dela ut mappar med filer,
kanske en skrivare eller två och eventuellt köra ett litet intranät. Tänk på
att inte köra något på denna server som kräver extrem hårddiskprestanda, då
detta inte kommer fungera speciellt bra. Om du ska göra det så rekommenderar
jag RAID0+1 eller RAID5 istället. Jag anser inte att man ska köra RAID0 på
en server med affärskritisk information.

Nätverksprestanda kan man aldrig få för mycket av och denna server har två
stycken nätverkskort med gigabithastighet. Det är ingen större prisskillnad
idag och jag tycker att man i alla fall mellan servrarna ska köra det idag.
Till klienterna kan man ha 100 Mbit, men länkat till en switch med
gigabithastighet via gigabitport. En mindre gigabitswitch på åtta eller 16
portar är inte speciellt dyr. Tänk på att även koppla in nätverksutrustning
som switchar och routrar till en UPS så att servrarna kan fortsätta
kommunicera med varandra även under strömavbrott.

Gör det själv – Server med IDE-RAID1 och hot-swap

Fördelar: + Kostnadseffektivt + Säker lagring av data + Lätt att bygga ut och anpassa själv Nackdelar: – Inga serviceavtal – Begränsad management – Kräver kunskaper