服務器硬件及RALD配置實戰


一、常用RALD介紹

磁盤陣列的全名是(Redundant Arrays of Inexpensive Disk,RAID),中文意思是獨立冗余磁盤陣列。RAID可以通過技術(軟件或者硬件)將多個較小的磁盤整合成為一個較大的磁盤設備,而這個較大的磁盤功能可不止存儲而已,它還具有數據保護的功能,整個RAID由於選擇的級別(level)不同,而使得整合后的磁盤具有不同的功能,基本常用的level有以下幾種

1.RALD O (條帶化存儲)----- 性能最佳

 

RAID 0連續以位或字節為單位分割數據,並行讀/寫於多個磁盤上,因此具有很高的數據傳輸率,但它沒有數據冗余

RAID 0只是單純地提高性能,並沒有為數據的可靠性提供保證,而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數據;

RAID 0不能應用於數據安全性要求高的場合

2.RALD 1 (鏡像存儲)  -- 完整備份

通過磁盤數據鏡像實現數據冗余,在成對的獨立磁盤上產生互為備份的數據

當原始數據繁忙時,可直接從鏡像拷貝中讀取數據,因此RAID 1 可以提高讀取性能;

RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的,但提供了很高的數據安全性和可用性。當個磁盤失效時, 系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫,而不需要重組失效的數據。

3.RAID 5 ---性能與數據備份的均衡考慮

N (N>=3) 塊盤組成陣列,一份數據產生N-1個條帶,同時還有1份校驗數據,共N份數據在N塊盤上循環均衡存儲

N塊盤同時讀寫,讀性能很高,但由於有校驗機制的問題,寫性能相對不高;

(N-1) /N磁盤利用率;

可靠性高,允許壞1塊盤,不影響所有數據。

4.RAID 6-----更強大的數據備份

N (N>=4) 塊盤組成陣列,(N-2) N磁盤利用率;

與RAID 5相比,RAID 6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊;

兩個獨立的奇偶系統使用不同的算法,即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數據的使用;

相對於RAID 5有更大的“寫損失"因此寫性能較差。

5.RAID 1 +0 (先做鏡像,再做條帶)

N (偶數,N>=4)塊盤兩兩鏡像后,再組合成一個RAID 0;

N/2磁盤利用率;

N/2塊盤同時寫入,N塊盤同時讀取

性能高,可靠性高

6.RAID 0+1(先做條帶,在做鏡像)

讀寫性能與RAID 10相同;

安全性低於RAID 10;

使用較少。

二、磁盤陣列的優點

 

三、硬件磁盤陣列

所謂的磁盤陣列是通過磁盤陣列卡(上圖所示)來完成磁盤陣列的功能,磁盤陣列卡上面有一塊專門的芯片用於處理RAID任務,因此在性能方面會比價好。在很多任務(例如RAID5奇偶校驗值計算)中,磁盤陣列並不會重復消耗原本系統的I/O總線,理論上性能會較佳,此外目前一般的中高級磁盤陣列卡都支持熱插拔,即在不關機的情況下抽換損壞的磁盤,在系統的恢復和數據的可靠性方面非常好用!

2.陣列卡介紹

陣列卡是用來實現RAID功能的板卡

通常是由I/O處理器、硬盤控制器、硬盤連接器和緩存等一系列組件構成的

不同的RAID卡支持的RAID功能不同:

例如支持RAID0、RAID1、 RAID5、 RAID10等

IDE接口、SCSI接口、 SATA接口和SAS接口

3.陣列卡的緩存

緩存(Cache)是RAID卡與外部總線交換數據的場所,RAID卡先將數據傳送到緩存,再由緩存

和外邊數據總線交換數據

緩存的大小與速度是直接關系到RAID卡的實際傳輸速度的重要因素。

不同的RAID卡出廠時配備的內存容量不同,一般為幾兆到數百兆容量不等。

四、軟件磁盤陣列的設置

這邊通過一個案例來詳細講解配置步驟:

為Linux服務器添加4塊SCSI硬盤;

使用mdadm軟件包,構建RAID5磁盤陣列,提高磁盤存儲的性能和可靠性。

1.在VMware中給Linux添加4塊SCSI硬盤

 

2.檢查是否安裝mdadm軟件包

使用rpm -q mdadm進行檢查,如下圖代表已安裝過mdadm軟件,未安裝的話使用yum install -y mdadm 進行安裝。

3.新磁盤划分主分區:類型fd

修改 /dev/sdb/dev/sdc/dev/sdd和 /dev/sde 磁盤

4.創建RAID 5 設備

格式:mdadm -C -v /dev/md0 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

選項 作用
-c 表示新建
-v 顯示創建過程中的詳細信息
/dev/md0 創建RAID5的名稱
-a yes -auto,表示如果有什么設備文件沒有存在的話就自動創建,可省略
-l 指定RAIO 的級別,15表示創建RAID5
-n 指定使用幾塊硬盤RAID,n3表示使用3塊硬盤創建RAID
/dev/sd[bcd]1 指定使用這三塊磁盤分區去創建RAID
-x 指定使用幾塊硬盤做RAID的熱備用盤,x1表示保留1塊空閑的硬盤作備用
/dev/sde1 指定用作於備用的磁盤

5.查看RAID創建進度的兩種方式

顯示內容解釋

mdo:表示后面創建raid5 包含了sdd1,sde1,sdc1,sdb1,其中sde1(s)表示是備份;
第四行的uuu:表示前面三塊硬盤都是正常的。

1..檢查/dev/sdb1磁盤是否已做RAID。

2.也可以使用mdadm -D /dev/md0進行查看

3.對創建的RAID 5進行格式化並掛載

4.模擬故障檢測RAID功能

進入掛載目錄先創建目錄文件

5.模擬磁盤故障,重新創建

6.創建相關配置文件

創建/etc/mdadm.conf 配置文件,方便管理軟RAID的配置,如:啟動、停止等

7.停止和啟動RAID

-r:移除設備

-a:添加設備

-S:停止RAID

-A:啟動RAID

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdc1 — 將指定磁盤設為故障

mdadm /dev/md0 -r /dev/sdc1 — 移除指定磁盤

mdadm /dev/md0 -a /dev/sdc1 — 添加指定磁盤

 

手動刪除故障和添加新磁盤

8.將RAID 停止和啟動

如果沒有第七步進行/etc/mdadm,conf配置文件的添加,停止后掃描不到配置文件將無法啟動

mdadm -S /dev/md0
mdadm -As /dev/md0

#-s:指查找 /etc/mdadm.conf文件中的配置信息

 


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