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服务器硬件详解RAID磁盘阵列详解

發(fā)布時間：2023/12/31 ChatGpt 37 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了服务器硬件详解RAID磁盘阵列详解小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

RAID磁盤陣列介紹

RAID 0磁盤陣列介紹

RAID1磁盤陣列介紹

RAID5磁盤陣列介紹

RAID6磁盤陣列介紹

RAID1+0磁盤陣列介紹

擴展

創(chuàng)建軟RAID磁盤陣列步驟

實驗

陣列卡的介紹

陣列卡的緩存

構建軟RAID磁盤陣列

準備用于RAID陣列的分區(qū)

RAID陣列的管理及設備恢復

總結

RAID磁盤陣列介紹

RAID 0磁盤陣列介紹

RAID 0

RAID0特點

RAID1磁盤陣列介紹

RAID1

RAID1特點

RAID5磁盤陣列介紹

RAID5

RAID5特點

RAID6磁盤陣列介紹

RAID6

RAID1+0磁盤陣列介紹

RAID1+0

RAID1+0（RAID10）

擴展

創(chuàng)建軟RAID磁盤陣列步驟

實驗

陣列卡介紹與真機配置

陣列卡的介紹

陣列卡的緩存

構建軟RAID磁盤陣列

安裝mdadm

準備用于RAID陣列的分區(qū)

創(chuàng)建RAID設備并建立文件系統(tǒng)

掛載并使用文件系統(tǒng)

RAID陣列的管理及設備恢復

總結

RAID磁盤陣列介紹

是Redundant Array of Independent Disks的縮寫，中文簡稱為獨立冗余磁盤陣列
把多塊獨立的物理硬盤按不同的方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數(shù)據(jù)備份技術
組成磁盤陣列的不同方式稱為RAID級別（RAID levels）
常用的RAID級別：

RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0

RAID 0磁盤陣列介紹

RAID 0

RAID O連續(xù)以位或字節(jié)為單位分割數(shù)據(jù)，并行讀/寫于多個磁盤上，因此具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，但它沒有數(shù)據(jù)冗余
RAID 0只是單純地提高性能，并沒有為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)
RAID 0不能應用于數(shù)據(jù)安全性要求高的場合

RAID0特點

最少需要兩塊磁盤
數(shù)據(jù)條帶分布式
沒有冗余，性能最佳（不存儲鏡像，校驗信息）
不能應用于對數(shù)據(jù)安全性要求高的場合

RAID1磁盤陣列介紹

RAID1

通過磁盤數(shù)據(jù)鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，在成對的獨立磁盤上產(chǎn)生互為備份的數(shù)據(jù)
當原始數(shù)據(jù)繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數(shù)據(jù)，因此RAID1課用提高讀取性能
RAID1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的數(shù)據(jù)安全性和可用性。當一個磁盤失效時，系統(tǒng)可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數(shù)據(jù)

RAID1特點

最少需要兩塊磁盤
提供數(shù)據(jù)冗余
性能好

RAID5磁盤陣列介紹

RAID5

N（N>=3）塊盤組成陣列，一份數(shù)據(jù)產(chǎn)生N-1個條帶，同時還有一份校驗數(shù)據(jù)，共N份數(shù)據(jù)在N塊盤上循環(huán)均很存儲
N塊盤同時讀寫，讀寫性能很高，但由于有校驗機制的問題，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(shù)據(jù)

RAID5特點

最少3快磁盤
數(shù)據(jù)條帶形式分布
以奇偶校驗作為冗余
適合多讀少寫的情景，是性能與數(shù)據(jù)冗余最佳的折中方案

RAID6磁盤陣列介紹

RAID6

N（N>=4）塊盤組成陣列，（N-2）/N磁盤利用率
與RAID5相比，RAID6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息
兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用
相對于RAID5有更大的“寫損失”，因此寫性能較差

RAID1+0磁盤陣列介紹

RAID1+0

N（偶數(shù)，N>=4）塊盤兩兩鏡像后，再組合一個RAID0
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

RAID1+0（RAID10）

最少四塊磁盤
先按RAID0分成兩組，再分別對兩組按RAID1方式鏡像
兼顧冗余（提供鏡像存儲）和性能（數(shù)據(jù)條帶形式分布）
在實際應用中較為常用

擴展

RAID條帶（strip）是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分割成相同大小的數(shù)據(jù)塊，把每段數(shù)據(jù)分別寫入到陣列中的不同磁盤上的方法。簡單的說，條帶是一種將多個磁盤驅動器合并為一個卷的方法。許多情況下，這是通過硬件控制器來完成的

RAID 中主要有三個關鍵概念和技術：鏡像（ Mirroring ）、數(shù)據(jù)條帶（ Data Stripping ）和數(shù)據(jù)校驗（ Data parity ）。

鏡像：將數(shù)據(jù)復制到多個磁盤，一方面可以提高可靠性，另一方面可并發(fā)從兩個或多個副本讀取數(shù)據(jù)來提高讀性能。顯而易見，鏡像的寫性能要稍低，確保數(shù)據(jù)正確地寫到多個磁盤需要更多的時間消耗。

數(shù)據(jù)條帶：將數(shù)據(jù)分片保存在多個不同的磁盤，多個數(shù)據(jù)分片共同組成一個完整數(shù)據(jù)副本，這與鏡像的多個副本是不同的，它通常用于性能考慮。數(shù)據(jù)條帶具有更高的并發(fā)粒度，當訪問數(shù)據(jù)時，可以同時對位于不同磁盤上數(shù)據(jù)進行讀寫操作，從而獲得非常可觀的 I/O 性能提升。

數(shù)據(jù)校驗：利用冗余數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)錯誤檢測和修復，冗余數(shù)據(jù)通常采用海明碼、異或操作等算法來計算獲得。利用校驗功能，可以很大程度上提高磁盤陣列的可靠性、魯棒性和容錯能力。不過，數(shù)據(jù)校驗需要從多處讀取數(shù)據(jù)并進行計算和對比，會影響系統(tǒng)性能。

不同等級的 RAID 采用一個或多個以上的三種技術，來獲得不同的數(shù)據(jù)可靠性、可用性和 I/O 性能。至于設計何種 RAID （甚至新的等級或類型）或采用何種模式的 RAID ，需要在深入理解系統(tǒng)需求的前提下進行合理選擇，綜合評估可靠性、性能和成本來進行折中的選擇

創(chuàng)建軟RAID磁盤陣列步驟

1、檢查是否已安裝mdadm軟件包

rpm -q madam yum -y install mdadm

2、使用fdisk.工具將新磁盤設備/dev/ sdb、 /dev/sdc、/dev/sdd、 /dev/sde劃分出主分區(qū)sdb1、sdc1、 sdd1、 sde1，并且把分區(qū)類型的ID標記號改為"fd”

fdisk /dev/sdb fdisk /dev/sdc

3、創(chuàng)建RAID設備

#創(chuàng)建RAID5

mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -15 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

-C:表示新建; -v:顯示創(chuàng)建過程中的詳細信息。 /dev/md0: 創(chuàng)建RAID5的名稱。 -ayes:--auto，表示如果有什么設備文件沒有存在的話就自動創(chuàng)建，可省略。 -1: 指定RAID 的級別，15表示創(chuàng)建RAID5。. -n:指定使用幾塊硬盤創(chuàng)建RAID, n3表示使用3塊硬盤創(chuàng)建RAID。 /dev/sd [bcd]1: 指定使用這3塊磁盤分區(qū)去創(chuàng)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: 指定用作于備用的磁盤

#創(chuàng)建RAID10 ( 先做鏡象，再做條帶)

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1 mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1 mdadm -Cv /dev/md10 -l10 -n2 /dev/md0/dev/md1

#查看RAID磁盤詳細信息

cat /proc/mdstat

這個可以查看創(chuàng)建RAID的進度

mdadm -D /dev/md0

這個也可以

#用watch命令來每隔-一段時間刷新/proc/mdstat的輸出

watch -n 10 'cat/proc/mdstat'

#檢查磁盤是否EL做RAID.

mdadm -E /dev/d/sd[b-e]1

4、創(chuàng)建并掛載文件系統(tǒng)

mkfs -t xfs /dev/imd0 mkdir /myraid mount /dev/md0 /myraid/ df -Th cp /etc/ fstab /etc/fstab.bak vim /etc/fstab /dev/md0 /myraid xfs defaults 0 0

5、實現(xiàn)故障恢復

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 #模擬/dev/sdb1故障 mdadm -D /dev/md0 #查看發(fā)現(xiàn)sde1已頂替sdb1

6、創(chuàng)建/etc/mdadm.conf 配置文件，方便管理軟RAID的配置，比如啟動、停止

echo ' DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1 /dev/sde1' > /etc/mdadm.conf

mdadm命令其它常用選項

-r: 移除設備

-a:添加設備mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1.

-S: 停止RAID

-A: 啟動RAID

實驗

RAID0 實驗創(chuàng)建兩塊盤

mdadm -Cv /dev/md0 -n2 -l0 /dev/sd[b,c]1 mdadm -D /dev/md0 mkfs.xfs /dev/md0 mkdir /opt/md0 mount /dev/md0 /opt/md0

RAID1 實驗創(chuàng)建三塊盤備一塊

mdadm -Cv /dev/md1 -n2 -l1 /dev/sdd1 /dev/sde1 -x1 /dev/sdf1 mkfs.xfs /dev/md1 mkdir /opt/md1 mount /dev/md1 /opt/md1 添加故障 mdadm -f /dev/md1 /dev/sde1

RAID5 實驗創(chuàng)建四塊盤備一塊

mdadm -Cv /dev/md5 -n3 -l5 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sde1 #使用 mdadm 命令創(chuàng)建 RAID5 mkfs.xfs /dev/md5 mkdir /opt/md5 mount /dev/md5 /opt/md5 # 添加掛載創(chuàng)建測試文件 touch /opt/md5/test{1..66}.txt mdadm -f /dev/md5 /dev/sdb1 #添加故障 cat /proc/mdstat #查看過程信息 mdadm -D #查看信息

陣列卡介紹與真機配置

陣列卡的介紹

1、陣列卡是用來實現(xiàn)RAID功能的板卡

2、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

3、不同的RAID卡支持的RAID功能不同

例如支持RAIDO、RAID1、RAID5、RAID10等

4、RAID卡的接口類型

IDE接口、ScSI接口、SATA接口和SAS接口

陣列卡的緩存

緩存(Cache)是RAID卡與外部總線交換數(shù)括的場所,RAID卡先將數(shù)據(jù)傳送到緩存，再由緩存和外邊數(shù)據(jù)總線交換數(shù)據(jù)
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(shù)百兆容量不等

構建軟RAID磁盤陣列

案例：構建軟RAID磁盤陣列

需求描述

為linux服務器添加4塊SCSI硬盤
使用mdadm軟件包，構建RAID5磁盤整列，提高磁盤存儲的性能和可靠性

安裝mdadm

準備用于RAID陣列的分區(qū)

為linux服務器添加4塊SCSI硬盤、并使用fdisk工具各劃分出一塊2GB的分區(qū)，以此為

/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1

將其類型ID更改為“fd”，對應為“Linux taid autodetect”，表示支持用于RAID磁盤陣列

創(chuàng)建RAID設備并建立文件系統(tǒng)

掛載并使用文件系統(tǒng)

RAID陣列的管理及設備恢復

掃描或查看磁盤陣列信息
啟動/停止RAID陣列
設備恢復操作
- 模擬陣列設備故障
- 更換故障設備，并恢復數(shù)據(jù)

總結

RAID提供比單個硬盤具有更高的存儲性能和提供數(shù)據(jù)備份技術
常用的RAID級別 RAIDO、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0等
陣列卡及緩存
軟RAID磁盤陣列構建方法

總結

以上是生活随笔為你收集整理的服务器硬件详解RAID磁盘阵列详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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