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
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Redundant Array of Independent Disks的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列
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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。
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组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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(N-1)/N磁盘 磁盘利用率
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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
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N(N>=4)块组成阵列
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(N-2)/N 磁盘利用率
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与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块
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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
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相对于RAID 5有更大的“ 写损失”,因此写性能较差
7.RAID 1+0
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N(偶数,N>4) 块盘两两镜像后,再组合成一个RAID 0
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N/2磁盘利用率
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N/2块盘同时写入,N块盘同时读取
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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 |
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RAID0 | N | N | 无 | 无 | 单个硬件的N倍 |
RAID1 | N(偶数) | N/2 | 无 | 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 | 有 | 允许一个设备故障 | 需写计算机校验 |
RAID6 | N>=4 | (N-2)/N | 无 | 允许两个设备故障 | 需双重写计算校验 |
RAID10 | N>=4(偶数) | N/2 | 无 | 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
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阵列卡是用来实现RAID功能的办卡
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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
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不同的RAID卡支持的RAID功能不同
例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID 10 等
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缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据额场所,
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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
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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
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常用的RAID级别:RAID0、RAID1、RAID5、RAID1+0等
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阵列卡及缓存
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软RAID磁盘阵列构建方法