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Linux下使用RAID(一):RAID级别及概念介绍_0

时间:2023-03-16 11:01:01 科技观察

RAID的意思是廉价磁盘冗余阵列(RedundantArrayofInexpensiveDisks),不过现在叫独立驱动器冗余阵列)。过去,小容量的磁盘很贵,但现在我们可以很便宜地买到大容量的磁盘。Raid是将磁盘放在一起形成逻辑卷的集合。了解Linux中的RAID设置RAID由一个组或集合甚至一个阵列组成。使用一组磁盘与驱动器组合形成RAID阵列或RAID集。将至少两个磁盘连接到一个RAID控制器以形成一个逻辑卷,或者您可以将多个驱动器放在一个组中。一组磁盘只能使用一个RAID级别。使用RAID可以提高服务器性能。性能会因不同的RAID级别而异。它以容错和高可用性的方式保存我们的数据。本系列名为“Linux下使用RAID”,分为9个部分,包括以下主题:第1部分:RAID级别和概念介绍第2部分:如何在Linux中设置RAID0(条带化)第3部分:如何在Linux中设置RAID1(镜像)第4部分:如何在Linux中设置RAID5(条带化和分布式奇偶校验)第5部分:如何在Linux中设置RAID6(条带双分布式奇偶校验)检查)第6部分:设置RAID10或Linux中的1+0(嵌套)第7部分:增加现有RAID阵列并移除损坏的磁盘第8部分:恢复(重建)RAID中损坏的驱动器第9部分:在Linux中管理RAID这是9部分系列的第1部分教程,其中我们将介绍RAID和RAID级别的概念,您需要了解这些才能在Linux中构建RAID。软件RAID和硬件RAID软件RAID性能较低,因为它使用主机的资源。需要加载RAID软件才能从软件RAID卷中读取数据。在加载RAID软件之前,需要启动操作系统来加载RAID软件。在软件RAID中不需要物理硬件。零成本投资。硬件RAID具有更高的性能。它们在物理上配备了使用PCIExpress卡的专用RAID控制器。它不会使用主机资源。它们具有用于缓存读取和写入的NVRAM。当高速缓存用于RAID重建时,即使在发生电源故障时,它也会使用备用电池电源维持高速缓存。大规模使用的投资非常昂贵。硬件RAID卡如下图所示:硬件RAID重要RAID概念奇偶校验模式用于RAID重建,从奇偶校验保存的信息中重新生成丢失的内容。RAID5、RAID6基于奇偶校验。条带化是将分片后的数据随机存储在多个磁盘上。它不会在单个磁盘中保存完整的数据。如果我们使用2个磁盘,每个磁盘存储我们一半的数据。镜像用于RAID1和RAID10。镜像自动备份数据。在RAID1中,它将相同的内容保存到其他磁盘。热备用只是我们服务器上的备用驱动器,可以自动替换出现故障的驱动器。在我们的阵列中,如果任何一个驱动器发生故障,热备用驱动器会自动用于重建RAID。块是RAID控制器每次读写数据的最小单位,最小大小为4KB。通过定义块大小,我们可以提高I/O性能。有不同级别的RAID。在这里,我们只列出了实际环境中最常用的RAID级别。RAID0=条带化RAID1=镜像RAID5=单磁盘分布式奇偶校验RAID6=双磁盘分布式奇偶校验RAID10=镜像+条带化。(嵌套RAID)RAID在大多数Linux发行版上使用名为mdadm的软件包进行管理。让我们首先熟悉每个RAID级别。RAID0/条带化条带化具有良好的性能。在RAID0(条带化)中,数据使用切片写入磁盘。一半内容放在一个磁盘上,另一半将写入另一个磁盘。假设我们有2个磁盘驱动器,例如,如果我们将数据“TECMINT”写入逻辑卷,“T”将保存在第一个磁盘,“E”将保存在第二个磁盘,“C”将be保存在第一个盘上,“M”会保存在第二个盘上,如此循环下去。(LCTT译注:按字节切片其实是不可能的,是按数据块切片的。)在这种情况下,如果任何一个驱动器发生故障,我们就会丢失数据,因为一个磁盘只装了一半,无法用于重建RAID。但是,当比较写入速度和性能时,RAID0非常好。创建RAID0(条带化)至少需要2个磁盘。如果您的数据非常有价值,请不要使用此RAID级别。高性能。RAID0容量零损失。零容错。写入和读取具有高性能。#p#RAID1/Mirrored镜像也有不错的性能。镜像可以制作我们数据的相同副本。假设我们有两个2TB的硬盘,一共是4TB,但是在镜像中,但是放在RAID控制器后面的硬盘组成了一个逻辑盘,我们只能看到这个逻辑盘有2TB。当我们保存数据时,它会同时写入两个2TB驱动器。创建RAID1(镜像)至少需要两个驱动器。如果磁盘出现故障,我们可以通过更换新磁盘来恢复RAID。如果RAID1中的任何一个磁盘发生故障,我们可以从另一个磁盘获取相同的数据,因为另一个磁盘也有相同的数据。因此数据丢失为零。很好的表现。总容量损失了可用空间的一半。完全容错。重建会更快。写入性能变慢。读取性能变得更好。可用于操作系统和小型数据库。RAID5/分布式奇偶校验RAID5主要用于企业级。RAID5以分布式奇偶校验方式工作。奇偶校验信息将用于重建数据。它从良好驱动器上留下的信息重建。这可以在驱动器发生故障时保护我们的数据。假设我们有4个驱动器,如果一个驱动器发生故障并且我们更换了故障驱动器,我们可以从奇偶校验重建数据到替换驱动器。如果我们有4个1TB驱动器,则奇偶校验信息存储在所有4个驱动器上。奇偶校验信息将存储在每个驱动器的256GB中,而另外768GB则供用户自己使用。单个驱动器发生故障后,RAID5仍可正常工作。如果不止一个驱动器发生故障,数据将会丢失。卓越的性能读取速度会非常好。写入速度一般,如果我们不使用硬件RAID控制器,速度会很慢。从所有驱动器的奇偶校验信息重建。完全容错。1个磁盘空间将用于奇偶校验。可用于文件服务器、网络服务器、非常重要的备份。RAID6双分布式奇偶校验磁盘RAID6类似于RAID5,但它有两个分布式奇偶校验。主要用于数字较大的数组。我们至少需要4个硬盘,即使有2个硬盘坏了,我们仍然可以更换新的硬盘重建数据。它比RAID5慢,因为它同时将数据写入4个驱动器。当我们使用硬件RAID控制器时,速度是平均的。如果我们有6个1TB驱动器,4个驱动器将用于数据保存,2个驱动器将用于奇偶校验。表现不佳。读取性能很好。如果我们不使用硬件RAID控制器,写入性能会很差。从两个奇偶校验驱动器重建。完全容错。2个磁盘空间将用于奇偶校验。可用于大型阵列。用于大规模备份和视频流。RAID10/Mirror+StripeRAID10可以称为1+0或0+1。它会做镜像+条带化。在RAID10中先镜像再条带化。首先在RAID01上条带化,然后镜像。RAID10比01好。假设我们有4个驱动器。当我在逻辑卷上写入数据时,它会使用镜像和条带化将数据保存到4个驱动器。如果我在RAID10上写入数据“TECMINT”,数据将保存如下。首先,“T”会同时写入两个磁盘,“E”也会同时写入另外两个磁盘,所有数据都会写入两个磁盘。这允许将每个数据复制到另一个磁盘。同时,它会使用RAID0写入数据,按照“T”写入第一组磁盘,“E”写入第二组磁盘。再次将“C”写入第一组磁盘,将“M”写入第二组磁盘。良好的读写性能。总容量损失了可用空间的一半。容错。从副本数据快速重建。由于其高性能和高可用性,常被用于数据库存储。结论在本文中,我们了解了什么是RAID以及哪种级别的RAID在实际环境中最常用。希望你已经了解了上面写的内容。RAID的搭建,必须了解RAID的基本知识。以上内容基本可以满足你对RAID的理解。在接下来的文章中,我将解释如何使用不同级别设置和创建RAID、扩展RAID组(阵列)、驱动器故障排除等。