Время работы жесткого диска

Дата публикации: 10.05.2016 Скачать статью в формате pdf (необходимо зарегистрироваться или авторизоваться)

С ростом разрешения IP-камер растут объемы 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 жесткий 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:

Эмпирический метод 

Самый точный и объективный метод получения информации о сроке службы и надежности устройства – это обработка большого количества статистической информации. Если вы попробуете поискать информацию об исследованиях надежности 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 еще 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 еще к выпуску достаточно надежных 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.

Жесткие диски для установки в сервер видеонаблюдения


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, расчетные данные по вышеприведенной 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?

Работа HDD в RAID-массиве

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 жесткий диск еще 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. жесткий 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 счет этого система хранения данных способна функционировать долгие годы, требуя только лишь периодической замены дисков. И здесь нужно учитывать один важный момент: полноценная и надежная 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 жесткий 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 надежности 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 высоконадежных 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 партнерах, избавили их от мучительных расчетов, 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.

Решения VIDEOMAX для бесперебойной работы видеоархива

Получить консультацию по подбору надежного оборудования VIDEOMAX созданного с учетом специфики эксплуатации в системах видеонаблюдения вы можете у любого менеджера компании Видеомакс по телефону +7 (495) 640-55-46.

Тематики статьи

Возврат к списку




Комментарии к статье:
Загрузка комментариев...
Рекомендуем прочитать