服务器硬件及RAID配置实践

目录

一、服务器硬件详解

二、RDID磁盘阵列详解

1.RAID磁盘阵列介绍

2.RAID技术详解

3.RAID 0

4.RAID1

5.RAID5

6.RAID 6

7.RAID 1+0

8、RAID级别间区别

三、阵列卡介绍与真机配置

四、构建软RAID磁盘阵列

五、总结


一、服务器硬件详解

服务器硬件及RAID配置实践

 

二、RDID磁盘阵列详解

1.RAID磁盘阵列介绍

  • 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起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),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:RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 1+0等

2.RAID技术详解

RAID条带(strip)是吧连续的数据分割成相同大小的数据块,把每段数据分别写入到阵列中的不同磁盘上的方法。简单的说,条带是一种将多个磁盘驱动器合并为一个卷的方法。

RAID中主要有三个关键概念和技术:镜像(Mirroring)、数据条带(Data Stripping)和数据校验(Data parity)。

镜像:将数据复制到多个磁盘,一方面可以提高可靠性,另一方面可并发从两个或多个副本读取数据来提高读性能,显而易见,镜像的写性能要稍低,确保数据正确地写道多个磁盘需要跟多的时间小号。

数据条带:将数据分片保存在多个不同的磁盘,多个数据分片共同组成一个完整数据副本,这与镜像的多个副本是不同的,它通常用于性能考虑。数据条带具有更高的并发粒度,当访问数据时,可以同时对位于不同磁盘上数据进行读写操作,从而获得非常可观的I/o 性能提升。 数据校验:利用冗余数据进行数据错误检测和修复,冗余数据通常采用海明码、异或操作等算法来计算获得。利用校验功能,可以很大程度上提高磁盘阵列的可靠性、鲁棒性(稳定性)和容错能力。不过,数据校验需要从多处读取数据并进行计算和对比,会影响系统性能。 不同等级的 RAID采用一个或多个以上的三种技术,来获得不同的数据可靠性、可用性和I/o性能。至于设计何种 RAID(甚至新的等级或类型)或采用何种模式的 RAID,需要在深入理解系统需求的前提下进行合理选择,综合评估可靠性、性能和成本来进行折中的选择

3.RAID 0

  • 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

特点:

最少需要两块磁盘

数据条带分布式

没有冗余,性能最佳(不存储镜像、校验信息)

不能应用于对数据安全性要求高的场合

4.RAID1

  • 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

特点:

最少需要两块磁盘

提供数据冗余

性能好

5.RAID5

  • N(N>=3)块盘组成阵列,一根数据产生N-1个条带,同时还有1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,但由于有效校验机制的问题,写性能相对不高

  • (N-1)/N磁盘 磁盘利用率

  • 可靠性高,允许坏1块盘,不影响所有数据

特点:

最少3块磁盘

数据条带分布式

以奇偶校验做冗余

适合多读少写的情景,是性能与数据冗余最佳的折中方案

6.RAID 6

  • N(N>=4)块组成阵列

  • (N-2)/N 磁盘利用率

  • 与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个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

7.RAID 1+0

  • 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

特点

最少4块磁盘

先按RAID 0分成两组,在分别对两组按RAID1方式镜像

兼顾冗余(提供镜像存储)和性能(数据条带形式分布)

在实际应用中较为常用

8、RAID级别间区别

RAID级别 硬盘数量 硬盘利用率 是否有校验 保护能力 写性能
RAID0 N N 单个硬件的N倍
RAID1 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
RAID5 N>=3 (N-1)/N 允许一个设备故障 需写计算机校验
RAID6 N>=4 (N-2)/N 允许两个设备故障 需双重写计算校验
RAID10 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

三、阵列卡介绍与真机配置

阵列卡

  • 阵列卡是用来实现RAID功能的办卡

  • 通常是有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

例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID 10 等

  • 缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据额场所,

  • RAID卡的接口类型

IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

IDE接口、
IDE的英文全称为“Integrated Drive
Electronics”,即“电子集成驱动器”,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器
IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高,特点是价格低廉、兼容性强√IDE口属于并行接口
​
​
SCSI接口
SCSI的英文全称为“Small Computer SystemInterface”(小型计算机系统接口),是同IDE完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而sCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术
SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及支持热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端和高档工作站中上
​
SATA接口
使用SATA ( Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,由于采用串行方式传输数据而知名
Serial ATA 2.0的数据传输率将达到30OMB/s,最终SATA将实现60OMB/s的最高数据传输率
​
SAS接口
SAS是新—代的SCSI技术,和现在流行的SerialATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度
SAS的接口技术可以向下兼容SATA
​

四、构建软RAID磁盘阵列

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 
 mdacim -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1
创建并挂载文件系统 
mkfs.xfs /dev/md10
mkdir /myraid10
mount /dev/md10 /myraid10
创建RAID5(先做镜象,再做条带) 
mdadm -Cv /dev/md5 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
创建并挂载文件系统 
mkfs.xfs /dev/md5
mkdir /myraid5
mount /dev/md5 /myraid5
实现故障恢复
mdadm /dev/ mdo -f /dev/sdb1    #模拟/dev/sdb1故障
cat/proc/mdstat    #还能查看创建RAID的进度
mdadm -D /dev/md0          #查看发现sde1已顶替sdb1

五、总结

  • RAID提供比单个硬盘具有更高的存储性能和提供数据备份技术

  • 常用的RAID级别:RAID0、RAID1、RAID5、RAID1+0等

  • 阵列卡及缓存

  • 软RAID磁盘阵列构建方法

上一篇:单个硬盘和软raid 0(windows 存储空间的存储池)性能对比(结果是差不多:()


下一篇:RAID磁盘阵列