服务器硬件及RAID

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一、RAID磁盘阵列

RAID磁盘阵列介绍

  • 是Redundant Array of Independent Disks的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列
  • 把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合成一个硬盘组,逻辑上可以看成一个大的硬盘,从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。
  • 组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)
  • 常用的RAID级别
    RAID0,RAID1,RAID5,RAID6,RAID1+0等

RAID 0(条带化存储)

  • RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余。
  • RAID 0只是单纯的提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
  • RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

RAID 1(镜像存储)

  • 通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据
  • 当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能
  • RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据

RAID 5

  • N(N≥3)块盘组成阵列,一份数据产生N-1个条带,同时还有一份校验数据,共N份数据在N块盘上循环均衡存储
  • N块盘同时读写,读性能很高,但由于有校验机制的问题,写性能相对不高
  • (N-1)/N 磁盘利用率
  • 可靠性高,允许坏一块盘,不影响所有数据

RAID 6

  • N(N≥4)块盘组成阵列,(N-2)/N 磁盘利用率
  • 与RAID 5相比,RAID 6增加了第二块独立的奇偶校验信息块
  • 两个独立的奇偶系统使用不同的算法,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用
  • 相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此写性能较差

RAID 10

RAID 1+0(先做镜像,再做条带)

  • N(偶数,N>=4)块盘两两镜像后,再组合成一个RAID 0
  • N/2磁盘利用率
  • N/2块盘同时写入,N块盘同时读取
  • 性能高,可靠性高

RAID 0+1(先做条带,再做镜像)

  • 读写性能与RAID 10相同
  • 安全性低于RAID 10

对比

RAID级别 硬盘数量 磁盘利用率 是否有校验 保护能力 写性能
RAID 0 N N 单个硬盘的N呗
RAID 1 N(偶数) N/2 允许一个设备故障 需写两对存储设备,互为主备
RAID 5 N>=3 (N-1)/N 允许一个设备故障 需写计算校验
RAID 6 N>=4 (N-2)/N 允许两个设备故障 需双重写计算校验
RAID 10 N>=4 (偶数) N/2 允许两个基组中各坏一个 N/2块盘同时写入

二、阵列卡介绍

阵列卡介绍

  • 阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
  • 通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
  • 不同的RAID卡支持的RAID功能不同
  • RAID 卡的接口类型(IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口)

阵列卡的缓存

  • 缓存是RAID卡与外部总线交换数据的场所,RAID卡先将数据传送到缓存,再由缓存和外边数据总线交换数据
  • 缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素
  • 不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同,一般为几兆到数百兆容量不等

三、创建软 RAID 磁盘阵列实验

关闭虚拟机添加四个新硬盘

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检查是否已安装mdadm软件包

查看 
rpm -q mdadm
或
rpm -qa | grep “mdadm”

系统默认装了,没有就yum装
yum -y install mdadm-4.0-5.el7.x86_64

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分区

使用fdisk工具将四个新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sde1,并且把分区类型的ID标记号改为“fd”(Linux raid 自动)

fdisk /dev/sdb  (sdc\sdd\sde)

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创建RAID设备

mdadm -E /dev/md0  检查磁盘是否已做RAID

mdadm -C -v /dev/md0 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1   创建一个名为md0的RAID
-l5:RAID是RAID5
-n3:用三个硬盘
-x1:备份数1

mdadm -D /dev/md0   查看磁盘详细信息
cat /proc/mdstat  能查看创建raid进度及磁盘详细信息
-C:表示新建;
-v:显示创建过程中的详细信息。
/dev/md0:创建 RAID5 的名称。
-a yes:--auto,表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建,可省略。
-l:指定 RAID 的级别,l5 表示创建 RAID5。
-n:指定使用几块硬盘创建 RAID,n3 表示使用 3 块硬盘创建 RAID。
/dev/sd[bcd]1:指定使用这四块磁盘分区去创建 RAID。
-x:指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘,x1表示保留1块空闲的硬盘作备用
/dev/sde1:指定用作于备用的磁盘

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mdadm -D /dev/md0 查看磁盘详细信息
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创建RAID10(先做镜象,再做条带)

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

创建并挂载文件系统

mkfs -t xfs /dev/md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th  

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挂载文件先进/目录
df -TH 查看分区情况可以看到成功了
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实现故障恢复

使用mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1让sdb1模拟故障点,mdadm -D /dev/md0查看详细信息
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对比
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故障点设好后立刻查看可能sde1还没有立刻action sync。是正常的过会再查看。
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