С ростом разрешения IP-камер растут объёмы видеоархива и, как следствие, требования к размеру дисковой подсистемы видеосервера. Все большее количество жестких дисков ведет к использованию в системах видеонаблюдения RAID-массивов и многодисковых полок.
При этом жёсткий диск, какой бы вы не использовали, это та деталь, которая рано или поздно точно выйдет из строя. RAID-массив позволяет предотвратить потерю информации, но как сказывается работа HDD в RAID на его сроке службы? И какова вероятность поломки жесткого диска? Давайте разбираться.
Видеоролик по теме статьи:
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения.Подпишись на канал
Эмпирический метод
Самый точный и объективный метод получения информации о сроке службы и надёжности устройства – это обработка большого количества статистической информации. Если вы попробуете поискать информацию об исследованиях надёжности работы HDD в крупных системах хранения данных, то с удивлением обнаружите, что ее практически нет. Производители HDD исследований на отказоустойчивость и срок службы своих жестких дисков либо не проводят, либо не публикуют. Есть скудные данные и запутанные отчеты компаний-крупных потребителей дисков, дата-центров. Разобраться в них достаточно сложно.
Позволим себе привести анализ статистики выходов из строя HDD в составе серверов видеонаблюдения, которую мы собираем в сервисном центре Видеомакс. А результаты интересные! Вот некоторые факты:
- Вероятность выхода из строя HDD в каждый год из первых 3-х лет эксплуатации находится в районе 1%, что совпадает с данными, которые нам предоставляет производитель HDD
- Вероятность выхода из строя HDD, при работе в составе RAID-систем примерно в два раза выше. О причинах, мы поговорим в этой статье немного позже
- Вероятность выхода из строя любого диска в составе RAID-массива сильно превышает сумму вероятностей поломки каждого из них. При этом ещё и прослеживается зависимость от количества дисков в массиве
Анализ статистики и опыта эксплуатации многодисковых серверов показывает, что вероятность выхода из строя все же выше, чем ожидается изначально. Неужели производители дисков не готовы ещё к выпуску достаточно надёжных изделий, позволяющих не заботиться об их сроке службы, как мы не заботимся о сроке службы памяти или процессоров, установленных в видеосервер? А что значит увеличенная вероятность выхода из строя HDD в многодисковых видеосерверах и в RAID-массивах? Попробуем обратиться к школьному курсу математики.
Математический метод. Теория вероятности
Давайте попробуем рассмотреть видеосервер с установленными дисками как модель устройства, состоящего из совокупности компонентов с одинаковой вероятностью выхода из строя. Формула выглядит следующим образом …
P = 1-pn
Где p - вероятность выхода из строя одного HDD, а n – количество дисков в массиве. Для дисков Seagate® Constellation® ES.2 эту величину можно приравнять к годовой интенсивности отказов равной 0,73%.
Воспользовавшись формулой, мы получаем таблицу, где указана вероятность выхода из строя хотя бы одного HDD в зависимости от количества жестких дисков в составе сервера видеонаблюдения и в зависимости от количества лет эксплуатации изделия. По уверениям производителей вероятность поломки одного HDD в первые три года эксплуатации практически одинакова по годам. Это подтверждается и данными статистики отказов из сервисного центра Видеомакс. Итак, расчётные данные по вышеприведённой формуле следующие:
|
Кол-во HDD в сервере |
1 год | 2 года | 3 года |
|---|---|---|---|
| 2 | 3% | 6% | 9% |
| 3 | 4% | 8% | 12% |
| 4 | 6% | 12% | 18% |
| 5 | 7% | 14% | 21% |
| 6 | 9% | 18% | 27% |
| 7 | 10% | 20% | 30% |
| 8 | 11% | 22% | 33% |
| 9 | 13% | 26% | 39% |
| 10 | 14% | 28% | 42% |
| 11 | 15% | 30% | 45% |
| 12 | 17% | 34% | 51% |
| 13 | 18% | 36% | 54% |
| 14 | 19% | 38% | 57% |
| 15 | 20% | 40% | 60% |
| 16 | 21% | 42% | 63% |
| 17 | 23% | 46% | 69% |
| 18 | 24% | 48% | 72% |
| 19 | 25% | 50% | 75% |
| 20 | 26% | 52% | 78% |
| 21 | 27% | 54% | 81% |
| 22 | 28% | 56% | 84% |
| 23 | 29% | 58% | 87% |
| 24 | 30% | 60% | 90% |
Расчетные данные показывают, что вероятность выхода из строя одного HDD в изделии много больше, чем сумма вероятностей каждого из жестких дисков, входящих в состав изделия. Этот результат подтверждает реальная статистика и опыт.
Вероятность выхода из строя HDD в RAID массиве
Вначале мы сказали о том, что статистика выходов из строя HDD показывает, что в составе RAID массивов жесткие диски выходят из строя в несколько раз чаще. Означает ли это, что RAID-массив портит диски?
В процент полного отказа жёсткого диска, который и указан в документации производителя, не заложены случаи, когда работа жесткого диска нарушена частично, но RAID-массив, заранее подстраховываясь и основываясь на состоянии диска, прогнозирует его дальнейшее поведение, исключая такой диск из работы до его полного выхода из строя. И по обращениям в техническую поддержку и сервисный центр компании Видеомакс, именно такое состояние, когда жёсткий диск ещё совершенно работоспособен, но работа массива уже нарушена, является наиболее частой причиной выхода из строя HDD в массиве.
Если принять, что вероятность отторжения диска из массива в два раза выше, чем вероятность его полной поломки, то таблица с вероятностью поломки HDD в массиве выглядит следующим образом:
|
Кол-во HDD в RAID массиве на сервере |
1 год | 2 года | 3 года |
|---|---|---|---|
| 2 | 6% | 12% | 18% |
| 3 | 8% | 16% | 24% |
| 4 | 12% | 24% | 36% |
| 5 | 14% | 28% | 42% |
| 6 | 18% | 36% | 54% |
| 7 | 20% | 40% | 60% |
| 8 | 22% | 44% | 66% |
| 9 | 26% | 52% | 78% |
| 10 | 28% | 56% | 84% |
| 11 | 30% | 60% | 90% |
| 12 | 34% | 68% | 102% |
| 13 | 36% | 72% | 108% |
| 14 | 38% | 76% | 114% |
| 15 | 40% | 80% | 120% |
| 16 | 42% | 84% | 126% |
| 17 | 46% | 92% | 138% |
| 18 | 48% | 96% | 144% |
| 19 | 50% | 100% | 150% |
| 20 | 52% | 104% | 156% |
| 21 | 54% | 108% | 162% |
| 22 | 56% | 112% | 168% |
| 23 | 58% | 116% | 174% |
| 24 | 60% | 120% | 180% |
Из таблицы видно, что вероятность выхода из строя HDD в 24-х дисковом видеосервере в течении 2-х лет составляет больше 100%, а в течении 3-х лет почти 200%. Т.е. жёсткий диск в RAID-массиве обязательно выйдет из строя даже в гарантийный период эксплуатации оборудования.
Означает ли это, что не стоит объединять HDD в RAID-массив? Возможно тогда они прослужат дольше? Диски вне RAID прослужат дольше, это факт. Но рано или поздно диски все равно доработают до своего полного износа, и тогда заказчик потеряет архив, но в отличие от RAID-массива, уже безвозвратно. О RAID мы подробно рассказывали в одной из статей на нашем сайте.
Особенности долгой эксплуатации RAID-массивов
Выход из строя HDD – это неизбежный финал для любой системы хранения. Если диски собраны в отказоустойчивый RAID-массив, то они распознаются как неисправные намного раньше и требуют замены чаще, но за счёт этого система хранения данных способна функционировать долгие годы, требуя только лишь периодической замены дисков. И здесь нужно учитывать один важный момент: полноценная и надёжная работа RAID-массива возможна только при использовании однотипных жестких дисков в его составе, мало того, с одной версией прошивки. Любая комбинация дисков с отличиями от этого правила не гарантирует его долговременную работу и может привести к быстрому выходу из строя и потере всего видеоархива.
Технологии, как известно, не стоят на месте, и производители HDD постоянно выпускают на рынок новые модели и поколения устройств, снимая с производства морально устаревшие. Что делать в ситуации, когда, например, через два года эксплуатации администратор системы обнаружил, что вышедший из строя жёсткий диск уже снят с производства и заменить его однотипным невозможно? Вот это начинается головная боль! И, как следствие, напрашивается решение: необходимо держать запас жестких дисков, желательно на весь срок службы системы видеонаблюдения.
Решения VIDEOMAX
Компания Видеомакс уже более 10 лет занимается производством видеосерверов, и всё это время мы тщательно изучаем вопросы надёжности и долговечности работы жестких дисков. За эти годы нами накоплен огромный опыт в этом направлении, которым мы готовы поделиться с читателем, и который мы учитываем при проектировании изделий VIDEOMAX. Тем более, что подобных исследований практически не встречается в общедоступных источниках, и даже ни один производитель жестких дисков не сможет ответить на вопросы, которые встают перед нами в процессе создания высоконадёжных решений для систем видеонаблюдения.
Меры обеспечения долгой и бесперебойной работы системы видеонаблюдения от VIDEOMAX:
- При производстве изделий VIDEOMAX мы используем жесткие диски исключительно серверного класса. Об этом мы подробно рассказывали в нашей статье «Жесткие диски для видеонаблюдения».
- Дисковые массивы более 24-х Тб доступны исключительно в решениях класса Pro. Дисковые массивы собранные в RAID6 гарантируют сохранение работоспособности видеосервера при выходе до 2-х дисков из строя в изделиях VIDEOMAX-Pro.
- Мы предлагаем комплекты запасных частей для видеосервера, содержащие необходимое количество дисков и других запасных частей для оперативной замены вышедших из строя. VIDEOMAX-ZIP содержат в своем составе жесткие диски того же номинала и прошивки, что и используемые при производстве изделия VIDEOMAX.
На собственном опыте и статистике эксплуатации наших решений мы рассчитали зависимость необходимого количества жестких дисков от срока эксплуатации изделия и, позаботившись о своих партнёрах, избавили их от мучительных расчётов, представив удобную систему подбора комплектов ЗИП. Причем, мы учли не только вероятность выхода из строя жестких дисков, но также и других уязвимых, по собранной нами статистике, частей видеосервера, таких как вентиляторы и блоки питания. Такой набор комплектующих позволит не заботиться администратору об оперативном приобретении неисправной комплектующей в течение всего срока эксплуатации оборудования.
Получить консультацию по подбору надёжного оборудования VIDEOMAX созданного с учётом специфики эксплуатации в системах видеонаблюдения вы можете у любого менеджера компании Видеомакс по телефону +7 (495) 640-55-46.
