服务器硬件及RAID配置
一、RAID磁盘阵列详解
1、RAID磁盘阵列概述
RAID是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级别有:RAID 0,RAID 1.RAID 5,RAID 6,RAID 1+0
RAID级别 | 硬盘数量 | 磁盘利用率 | 是否有校验 | 保护能力 | 读写性能 | 应用方面 |
---|---|---|---|---|---|---|
RAID 0 | N | N | 无 | 无 | 最好,(因并行而提高) | 个人用户 |
RAID 1 | N(偶数) | N/2 | 无 | 允许一个设备故障 | 读和单个磁盘无区别,写则要写两边 | 适用于存放重要数据,如服务器和数据库存储等领域 |
RAID 5 | N≥3 | (N-1)/N | 有 | 允许一个设备故障 | 读:RAID 5=RAID 0(相近似的数据读取速度),写:慢于对单个磁盘进行写入(多了一个奇偶校验信息的写入) | 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案 |
RAID 6 | N≥4 | (N-2)/N | 有 | 允许两个设备故障 | 读:同RAID 5,写:慢于RAID 5,需要写入两个奇偶校验信息 | 相较于RAID 5,有更强的安全性能 |
RAID 10 | N≥4(偶数) | N/2 | 无 | 允许两个机组中各坏一个 | 读:RAID 10=RAID 0,写:RAID 10=RAID 1 | 集合了RAID 0和RAID 1的优点,但是空间上由于使用镜像,而不是类似RAID5的“奇偶校验信息”,磁盘利用率益阳市50% |
2、RAID 0(条带化存储)
RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个从磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余
RAID 0只是单纯地提高性能,并没有为数据的可靠性提供保证,而且其中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
3、RAID 1(镜像存储)
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可以提高读取性能
RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时,系统可以自动切换到镜像磁盘上读写,而不需要重组失效的数据
4、RAID 5
N(N≥3)块盘组成阵列,一份数据产生N-1个条带,同时还有1分校验数据,共N分数据在N块盘上循环均衡存储
N块盘同时读写,读性能很高,但由于有校验机制的问题,写性能相对不高
(N-1)/N磁盘利用率
可靠性高,允许坏一块盘,不影响所有数据
5、RAID 6
N(N≥4)块盘组成阵列,(N-2)/N磁盘利用率
与RAID 5相比,RAID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
6、RAID 1+0(先做镜像,再做条带)
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
7、RAID 0+1(先做条带,再做镜像)
读写性能与RAID 1+0相同
安全性能低于RAID 1+0
二、阵列卡
1、阵列卡介绍
阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
通常是由I/0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RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10等
RAID卡的接口类型:IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口
2、阵列卡的缓存
缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据的场所,RAID卡先将数据传送到缓存,再由缓存和外边数据总线交换数据
缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素
不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同,一般为几兆到数百兆容量不等
三、软RAID磁盘阵列相关配置
1、创建软RAID磁盘阵列步骤
(1)检查是否已安装mdadm软件包
rpm -q mdadm
yum install -y mdadm
(2)使用fdisk工具将新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sde1,并且把分区类型的ID标记号改为"fd"
fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc
(3)创建RAID设备
创建RAID 5
mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -15 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
上述命令字段 | 说 明 |
---|---|
-C | 表示新建 |
-v | 显示创建过程中的详细信息 |
/dev/md0 | 创建RAID 5的名称 |
-a yes | --auto,表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建,可省略 |
-l | 指定RAID的级别。l5表示创建RAID 5 |
-n | 指定使用几块硬盘做RAID,n3表示使用3块硬盘创建RAID |
/dev/sd[bcd]1 | |
-x | 指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘,x1表示保留1块空闲的因公安作备用 |
/dev/sde1 | 指定用作于备用的磁盘 |
创建RAID 10(先做镜像,再做条带)
mdadm -Cv /dev/md0 -l1 n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 n2 /dev/sd[de]1
madam -Cv /dev/md10 -l0 n2 /dev/md0 /dev/md1
2、查看RAID磁盘详细信息
cat /proc/mdstat #还能查看创建RAID的进度
或
mdadm -D /dev/md0
也可用搭配watch -n命令来刷新进度情况,例如:
watch -n 10 'cat /proc/mdstat'
3、检查磁盘是否已做RAID
mdadm -E /dev/sd[b-e]1
4、创建并挂载文件系统
mkfs -t xfs /dev/md0 #格式化,创建xfs文件系统
mkdir /myraid #创建挂载目录
mount /dev/md0 /myraid/ #完成挂载
df -Th #查看挂载情况
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak #备份配置文件
vim /etc/fastab #编辑配置文件
/dev/md0 /myraid xfs defaults 0 0 #添加自动挂载信息后保存重启
5、实现故障恢复
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 #模拟/ev/sdb1故障
mdadm -D /dev/md0 #查看发现sde1已顶替sdb1(sde1已做热备份)
6、创建/etc/mdadm.conf配置文件
由于raid创建后没有配置文件,对于raid的管理来说极为不便,因此为方便管理软RAID,比如启动、停止等,我们可以通过创建/etc/mdadm.conf配置文件来加快工作效率
echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1 /dev/sde1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
7、RAID开机自启设置
为raid设置开机自启,可进入rc.sysinit启动脚本文件中加入命令mdadm -As /dev/md0后即可
8、mdadm命令其他常用选项
常用选项 | 说明 |
---|---|
-r | 移除设备 |
-a | 添加设备 |
-S | 停止RAID |
-A | 启动RAID |
-f | 模拟故障 |
-Q | 查看摘要信息 |
-D | 查看详细信息 |
-s | 查找/etc/mdadm.conf文件中的配置信息 |
例如:
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
mdadm -S /dev/md0
mdadm -As /dev/md0