Строим отказоустойчивый массив RAID на дисках Parallel ATA и плате ASUS P4C800 Deluxe

18 лет тому назад на оверклокерах была опубликована статья "О сборке малошумного сервера начального уровня из общедоступных комплектующих". Это был мой первый опыт по применению не брендового сервера с отказоустойчивостью и контролем ошибок памяти. С тех пор сервер работал в режиме 24x7, но недавно в нем начались сбои и его пришлось временно вывести в резерв. Было интересно выяснить для истории, что с ним случилось. Для этого на вторичном рынке была задешево приобретена вторая плата ASUS P4C800 Deluxe с процессором Pentium 4-2400 и 512 мегабайтами памяти двумя планками.

Испытания c заменой платы доказали, что причиной ошибок был не предполагаемый аппаратный сбой, а нарушение работы установленной на сервере операционной системы Windows Server 2003 R2. Что вполне понятно, потому что данная операционная система не переустанавливалась с момента сборки сервера.

Компьютерное железо начала века - топовая плата ASUS, процеccор Intel Pentium 4, память Kingston ValueRAM ECC и винчестеры Seagate Barracuda 7200.7 оказалось долговечнее мелкомягкого софта. Как результат проведенного исследования, у меня оказался комплект для сборки еще одного такого сервера. А также была свободная академическая лицензия Windows Sever 2003. Почему бы не собрать еще один антикварный сервер? Ведь один сервер - хорошо, а два сервера - еще лучше! Многие скажут, что вместо поднятия двух старых серверов лучше собрать три новых сервера и заодно поменять замшелого админа на молодого и прогрессивного, готового использовать передовую технику. Может быть. Но давайте для разнообразия послушаем здесь замшелую историю.

1. Конфигурация системы

Серверо-заменитель был построен по принципу "я тебя слепила из того, что было":

CASE 3R 101        
PSU FinePower DNP-450 120мм
MB ASUS P4C800 Deluxe, BIOS 1019
CPU Pentium 4 2.8/800/512
CPU FAN BOX
RAM 2*256G Aeneon DDR2
GPU 64 Мb GeForce2 MX400
PATA 2*Seagate 7200.7 RAID 1
 OS Windows Server 2003 32-bit

Внешне сервер выглядит очень даже ничего. Особенно в сравнении с нынешними компьютерами в черных дырявых корпусах, разукрашенных оскаленными мордами. Железо 0.8 мм, все закрыто на случай протечек сверху, которые не раз случались за время работы серверной. Два 120 мм корпусных вентилятора для обдува дисков и выдува воздуха из корпуса все еще крутятся благодаря регулировке оборотов на малую скорость.

Что касается подсиcтемы памяти, то для нее нашлась пара б/у 40-гигабайтных дисков "на шлейфах". SMART показывает, что они все еще функциональны. Что касается ресурса, то информация в массиве RAID 1 дублируется, и запасных б/у PATA дисков для замены более чем хватает благодаря былой популярности серии 7200.7. Такой компьютер, при хорошо пропаянной системной плате и оперативной замене выработавших ресурс компонент может работать вечно. Главное - не потерять квалификацию в обслуживании и установке его серверной операционной системы.

2. Установка операционной системы на дисковый массив Parallel ATA RAID

Два 40 Гб диска висят не одном 80-жильном шлейфе как Master и Slave, подключенные к разъему распаянного на системной плате контроллера Promise PDC20378. В BIOS платы включен режим SATA RAID, а сам дисковый массив RAID 1 создается средствами FastTrack BIOS, который вызывается по Ctrl-F.

Чтобы установить на дисковый массив операционную систему Windows Server 2003, требуется оборудование прошлого века - дисковод FDD и дискета, на которую записываются драйверы Promise RAID. Надо сказать, что подобрать работающий флопи-антиквариат по нынешним временам уже довольно непросто. И приводы оптических дисков, с которых ставится данная операционная система, спустя какой-то десяток лет работы теряют свою лазерную "зоркость".

Нашли, собрали, проверили. Теперь запускаем установку, жмем на синем экране программы установки F6, подгружаем с дискеты драйверы RAID, создаем раздел... и при перезагрузке получаем сообщение:

Не удаётся запустить Windows из-за аппаратных ошибок настройки диска. Не удается выполнить чтение с выбранного загрузочного диска. Проверьте указанный путь и исправность оборудования. Для получения дополнительной информации о требованиях к оборудованию по настройке жесткого диска прочтите документацию по Windows и документацию по имеющемуся оборудованию.

Что такое? При установке системы на SATA диски такой проблемы не было! Смотрим файл boot.ini на системном диске и видим там нечто непотребное:

[boot loader]
timeout=1
default=signature(cc24da1)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS
[operating systems]
signature(cc24da1)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Windows Server 2003, Standard RU" /noexecute=optout /fastdetect
multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Windows Server 2003, Standard RU" /noexecute=optout /fastdetect

Что за signature? Выбираем при загрузке вторую строчку, где прописано multi(0). Это приходится делать немного вслепую, мой поскольку монитор не успевает отработать переключение при timeout=1. Теперь операционная система запускается и даже устанавливается, но в процессе периодически проскакивают сообщения о странных системных ошибках. Очевидно, что signature появилось в строке ARC неспроста.

3. О разнице между Parallel и Serial ATA

Искать разгадку долго не пришлось. Будучи передовым (на тот момент) системщиком, я не связывался с устаревшими дисками Parallel ATA. И не отметил то, что для них имеется ограничение на адресацию загрузочного раздела по стандарту LBA - не более 8 гигабайт. А у меня под загрузочный раздел был отдан весь диск - 40 гигабайт.

Адресация большого загрузочного раздела для Parallel ATA дисков требует специального режима, о котором программа установки Windows сообщает с помощью записи signature. Драйвер контроллера Promise PDC20378 этот режим поиска загрузочного раздела не воспринимает (хотя мог бы воспринимать). Подобная проблема может встретиться и на многих других платах с т.н. "аппаратным" RAID, в зависимости от наличия или отсутствия новой версии драйвера. Что касается программного RAID операционной системы Windows, то у него ограничения на размер раздела нет.

Проблема решилась ограничением размера загрузочного раздела величиной около 8 гигабайт, если точно - 8064 МБ = 7.875 ГБ. Я выбрал максимальный размер, при котором в boot.ini не появлялась вредная строчка signature.

Этот максимальный размер соответствует разделу, который завершается на цилиндре LBA 1023, головке 255 и секторе 63. Адресация цилиндров и головок LBA начинается с 0, адресация секторов - с 1, размер сектора - 512 байт или 0.5 КБ. Размер начальной адресуемой по LBA области диска, на которой расположена главная загрузочная запись MBR и первый раздел, составляет ровно 1024 * 256 * 63 * 0.5 КБ = 8064 МБ. За вычетом размера MBR и загрузочного сектора программа установки Windows сообщает о размере свободной области диска 8063 МБ. Заказывать больший размер не следует.

Оставшиеся 32 ГБ (точнее, около 30 ГБ) памяти на диске распределяются в программе установки под второй раздел. Или можно сделать это позднее средствами Windows. Дисковый массив Promise RAID работает со вторым разделом правильно, поскольку ограничение LBA касается только загрузочного раздела Windows.

Загрузочный раздел форматируется:

И начинается установка, которая в этот раз проходит штатно.

Заключение

Ну и как обстоит дело с производительностью на одноядерном процессоре, полгигабайте оперативки и медленных дисках Parallel ATA? Хорошо обстоит. Даже очень хорошо - давненько я не видел такой быстрой и отзывчивой работы операционной системы! Мой собственный рабочий четырехъядерник с четырьмя гигабайтами памяти тормозит неимоверно и пора менять его на что-то более прогрессивное... Если я хочу продолжать использовать на своем компьютере Windows 10. А этот ветеран компьютерной техники - летает!

Интересно, конечно - почему новая и прогрессивная компьютерная техника работает хуже старой и ретроградной? И не только работает хуже, но и живет меньше... Но здесь придется заняться анализом особенностей современного кодинга, которым Microsoft "радует" нас едва ли не после каждого обновления своей операционной системы. Нам, системщикам, приходится жить с тем, что дают и стараться идти в ногу с "прогрессом". Не забывая подстелить соломку в виде надежно работающей техники начала века.