服务器硬件与RAID磁盘阵列详解

 

 

服务器硬件详解

图片介绍

服务器包含的硬件（主要硬件）

• 电源
• cpu处理器
• 内存（RAM）
• 硬盘（磁盘）
• 远程管理卡
• 主板
• RAID卡（阵列卡）

RAID磁盘阵列详解

• 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
  • RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

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，其中的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

N块硬盘并行组合成一个新的逻辑盘。

RAID 1磁盘阵列（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
• RAID1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

N为偶数块硬盘组合成一组镜像，N/2容量

RAID 5磁盘阵列

• 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份校验数据,共N份数据在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1块盘，不影响所有数据

RAID 6 磁盘阵列

• N(N>=4）块盘组成阵列,(N-2)/N磁盘利用率
• 与RAID 5相比，RAID6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

RAID 1+0磁盘阵列

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

RAID 0+1(先做条带，再做镜象)

• 读写性能与RAID 10相同
• 安全性低于RAID 10

各RAID级别间的区别

RAID级别	硬盘数量	硬盘利用率	是都有校验	保护能力	写性能
RAID0	N	N	无	无	单个硬盘的N倍
RAID1	N（偶数）	N/2	无	允许一个设备故障	需写两对存储设备，互为主备
RAID5	N>=3	(N-1)/2	有	允许一个设备故障	需写计算校验
RAID6	N>=4	(N-2)/2	有	允许两个设备故障	需双重写计算校验
RAID10	N>=4(偶数)	N/2	无	允许两个基组中各坏一个	N/2块盘同时写入

创建RAID指令：mdadm

创建格式

mdadm -C -v /dev/md5 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1    ##创建RAID5 ，用bcd三块硬盘创建，e盘作为备份盘

-C        ##表示新建
-v        ##显示新建过程
/dev/md5  ##创建的RAID的名称
-a yes    ##-auto，表示如果没有设备文件就自动创建，可不写
-l        ##指定RAID级别，-l5表示创建RAID5
-n        ##指定使用几块硬盘创建RAID
/dev/sd[bcd]1  ##指定哪几块硬盘去创建RAID
-x        ##指定使用几块硬盘作为热备用盘
/dev/sde1 ##指定用于备份的硬盘

故障与恢复

mdadm /dev/md0 -f /dv/sdb1    ##模拟 /dv/sdb1 故障

mdadm -D /dev/md0             ##查看发现 sde1 已经顶替故障的 sdb1

创建RAID10（先做镜像，在做条带）

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

阵列卡介绍与真机配置

阵列卡

• 阵列卡是用来实现RAID功能的办卡
• 通常是由I/o处理器、硬件控制器、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RAID0 、RAID1 、RAID2、RAID10 等
  • RAID卡的接口类型
  • IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口。

构建软RAID磁盘阵列

1. 检测是否已经安装mdadm 软件包
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，并把分区类型ID标记号改为“fd”
3. 创建RAID设备
4.  

创建/etc/mdadm.conf配置文件，方便管理软RAID配置

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


mdadm --detail --scan  >>  /etc/mdadm.conf

mdadm命令其他常用选项

-r    ##移除设备
-a    ##添加设备
-S    ##停止RAID
-A    ##启动RAID

例：配置RAID5和RAID10

新增sdb sdc sdd sde 四块硬盘，sdb sdc sdd配置为RAID5，sde作为备份

新建磁盘分区的磁盘类型更改为fd

bcd做RAID5，sde1为备份

格式化RAID，并创建xfs文件系统

并挂载到/data上。

raid 10
1.分区id改fd
fdisk
2.创建raid ： 两个raid1 和一个raid 0

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1   ##创建两个raid 1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1     ##创建一个raid0


mkfs.ext4 /dev/md10   ##格式化
创建挂载目录
mkdir /data
mount /dev/md10 /data


vim /etc/fstab
/dev/md10   /data    ext4   defaults  0  0

mdadm /dev/md0 -r /dev/sdc1 移除
-a 添加

mdadm -S /dev/md0 ##停止
cat /dev/null > /etc/mdadm/mdadm.conf
mdadm --zero-superblock /dev/sdb5  


mdadm /dev/md0 -f /dev/sdc1##模拟故障

  审核编辑 ：李倩