掌握RAID配置:實現高效能儲存的最佳實踐

一,RAID

RAID:磁碟陣列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID):獨立磁碟構成的具有冗餘能力的陣列;

磁碟陣列是由很多塊獨立的磁碟,組合成一個容量巨大的磁碟組,利用個別磁碟提供資料所產生加成效果提升整個磁碟系統效能。

1.RAID0(利用率:100%)

最少需要兩塊磁碟;
資料條帶分散式;
沒有冗餘,效能最佳(不儲存映象,校驗資訊);
不能應用於資料安全性要求高的場合。
具有很高的資料傳輸率,只是單純的提高效能,不能保證資料的可靠性,而且其中的一個磁碟失效將影響所有資料。
【冗餘是容錯技術的基礎,透過冗餘資源的加入,可以使系統的可靠性得到較大的提高】

2.RAID1(利用率:50%)

最少需要兩塊磁碟;
提供資料的備份(冗餘);
效能好;
透過磁碟資料映象實現資料冗餘,在成對的獨立磁碟上產生互為備份的資料。
當原始資料繁忙時,可以直接從映象複製中讀取資料,提高讀取效能。
單位成本最高,提供很高的資料安全性和可用性,一個磁碟失效時,系統自動切換到映象磁碟上讀寫,不需要重組失效的資料

3.RAID5(利用率:(N-1)/N)

最少三塊磁碟;資料條帶式分佈;以奇偶校驗作冗餘;適合多讀少寫的環境,是效能與資料冗餘的最佳的折中方案
N(N>=3)塊盤組成(最少4塊,3備1),一份校驗資料,
同時讀寫,讀效能高,由於校驗機制的問題,寫效能相對不高。
可靠性高,允許壞1塊盤,不影響所有資料。(校驗耗時長)

4.RAID6(利用率:(N-2)/N)

N(N>=4)塊盤組成,與RAID5比,多了一塊校驗盤,即使兩塊磁碟同時失效也不會影響資料的使用,寫效能較差

5.RAID1+0

最少4塊硬碟;
先按RAID 0 分成兩組,再分別對兩組按RAID 1 方式映象;
兼顧冗餘,提供映象儲存和效能,資料條帶形式分佈;
在實際應用中,較為常用

二,RAID中的技術與概念

RAID條帶(strip)是把連續的資料分割成相同大小的資料塊,把每段資料分別寫入到陣列中的不同磁碟上的方法。簡單的說,條帶是一種將多個磁碟驅動器合併為一個卷的方法。

1.映象:

將資料複製到多個磁碟,一方面可以提高可靠性,另一方面可併發從兩個或多個副本讀取資料來提高讀效能。顯而易見,映象的寫效能要稍低,確保資料正確地寫到多個磁碟需要更多的時間消耗。

2.資料條帶:

將資料分片儲存在多個不同的磁碟,多個數據分片共同組成一個完整資料副本,這與映象的多個副本是不同的,它通常用於效能考慮。資料條帶具有更高的併發粒度,當訪問資料時,可以同時對位於不同磁碟上資料進行讀寫操作,從而獲得非常可觀的I/o 效能提升。

3.資料校驗:

利用冗餘資料進行資料錯誤檢測和修復,冗餘資料通常採用海明碼、異或操作等演算法來計算獲得。利用校驗功能,可以很大程度上提高磁碟陣列的可靠性、魯棒性(穩定性)和容錯能力。不過,資料校驗需要從多處讀取資料並進行計算和對比,會影響系統性能。
【不同等級的 RAID採用一個或多個以上的三種技術,來獲得不同的資料可靠性、可用性和I/O效能。至於設計何種 RAID(甚至新的等級或型別)或採用何種模式的 RAID,需要在深入理解系統需求的前提下進行合理選擇,綜合評估可靠性、效能和成本來進行折中的選擇】

三,陣列卡

DE介面、

IDE的英文全稱為“Integrated Drive

Electronics”,即“電子整合驅動器”,它的本意是指把“硬碟控制器”與“盤體”整合在一起的硬碟驅動器

IDE這一介面技術從誕生至今就一直在不斷發展,效能也不斷的提高,特點是價格低廉、相容性強√IDE口屬於並行介面
SCSI介面

SCSI的英文全稱為“Small Computer SystemInterface”(小型計算機系統介面),是同IDE完全不同的介面,IDE介面是普通PC的標準介面,而sCSI並不是專門為硬碟設計的介面,是一種廣泛應用於小型機上的高速資料傳輸技術

SCSI介面具有應用範圍廣、多工、頻寬大、CPU佔用率低,以及支援熱插拔等優點,但較高的價格使得它很難如IDE硬碟般普及,因此SCSI硬碟主要應用於中、高階和高檔工作站中上
SATA介面

使用SATA ( Serial ATA)口的硬碟又叫序列埠硬碟,由於採用序列方式傳輸資料而知名

Serial ATA 2.0的資料傳輸率將達到30OMB/s,最終SATA將實現60OMB/s的最高資料傳輸率
SAS介面

SAS是新—代的SCSI技術,和現在流行的SerialATA(SATA)硬碟相同,都是採用序列技術以獲得更高的傳輸速度

SAS的介面技術可以向下相容SATA

四,RAID實驗配置

RAID5 實驗 建立四塊盤 備一塊

mdadm -Cv /dev/md5 -n3 -l5 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sde1 #使用 mdadm 命令建立 RAID5

mkfs.xfs /dev/md5

mkdir /opt/md5

mount /dev/md5 /opt/md5 # 添加掛載

建立測試檔案

touch /opt/md5/test{1..66}.txt

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