服务器硬件及RAID配置实践

一、服务器硬件详解

二、RDID磁盘阵列详解

1.RAID磁盘阵列介绍

2.RAID技术详解

3.RAID 0

4.RAID1

5.RAID5

6.RAID 6

7.RAID 1+0

8、RAID级别间区别

三、阵列卡介绍与真机配置

四、构建软RAID磁盘阵列

五、总结

一、服务器硬件详解

二、RDID磁盘阵列详解

1.RAID磁盘阵列介绍

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：RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 1+0等

2.RAID技术详解

RAID条带（strip）是吧连续的数据分割成相同大小的数据块，把每段数据分别写入到阵列中的不同磁盘上的方法。简单的说，条带是一种将多个磁盘驱动器合并为一个卷的方法。

RAID中主要有三个关键概念和技术：镜像（Mirroring）、数据条带（Data Stripping）和数据校验（Data parity）。

镜像：将数据复制到多个磁盘，一方面可以提高可靠性，另一方面可并发从两个或多个副本读取数据来提高读性能，显而易见，镜像的写性能要稍低，确保数据正确地写道多个磁盘需要跟多的时间小号。

数据条带:将数据分片保存在多个不同的磁盘，多个数据分片共同组成一个完整数据副本，这与镜像的多个副本是不同的，它通常用于性能考虑。数据条带具有更高的并发粒度，当访问数据时，可以同时对位于不同磁盘上数据进行读写操作，从而获得非常可观的I/o 性能提升。数据校验:利用冗余数据进行数据错误检测和修复，冗余数据通常采用海明码、异或操作等算法来计算获得。利用校验功能，可以很大程度上提高磁盘阵列的可靠性、鲁棒性（稳定性）和容错能力。不过，数据校验需要从多处读取数据并进行计算和对比，会影响系统性能。不同等级的 RAID采用一个或多个以上的三种技术，来获得不同的数据可靠性、可用性和I/o性能。至于设计何种 RAID(甚至新的等级或类型）或采用何种模式的 RAID，需要在深入理解系统需求的前提下进行合理选择，综合评估可靠性、性能和成本来进行折中的选择

3.RAID 0

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冗余
RAID 0只是单纯的提高性能，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

特点：

最少需要两块磁盘

数据条带分布式

没有冗余，性能最佳（不存储镜像、校验信息）

不能应用于对数据安全性要求高的场合

4.RAID1

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

特点：

最少需要两块磁盘

提供数据冗余

性能好

5.RAID5

N(N>=3)块盘组成阵列，一根数据产生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，但由于有效校验机制的问题，写性能相对不高
（N-1）/N磁盘磁盘利用率
可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据

特点：

最少3块磁盘

数据条带分布式

以奇偶校验做冗余

适合多读少写的情景，是性能与数据冗余最佳的折中方案

6.RAID 6

N（N>=4)块组成阵列
(N-2)/N 磁盘利用率
与RAID 5相比，RAID 6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

7.RAID 1+0

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

特点

最少4块磁盘

先按RAID 0分成两组，在分别对两组按RAID1方式镜像

兼顾冗余（提供镜像存储）和性能（数据条带形式分布）

在实际应用中较为常用

8、RAID级别间区别

RAID级别	硬盘数量	硬盘利用率	是否有校验	保护能力	写性能
RAID0	N	N	无	无	单个硬件的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)/N	有	允许一个设备故障	需写计算机校验
RAID6	N>=4	(N-2)/N	无	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

三、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
通常是有I/O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RAID0、RAID1、RAID5、RAID 10 等

缓存（Cache）是RAID卡与外部总线交换数据额场所，
RAID卡的接口类型

IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

IDE接口、
IDE的英文全称为“Integrated Drive
Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器
IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高，特点是价格低廉、兼容性强√IDE口属于并行接口


SCSI接口
SCSI的英文全称为“Small Computer SystemInterface”(小型计算机系统接口)，是同IDE完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而sCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术
SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及支持热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端和高档工作站中上

SATA接口
使用SATA ( Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘，由于采用串行方式传输数据而知名
Serial ATA 2.0的数据传输率将达到30OMB/s，最终SATA将实现60OMB/s的最高数据传输率

SAS接口
SAS是新—代的SCSI技术，和现在流行的SerialATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度
SAS的接口技术可以向下兼容SATA

四、构建软RAID磁盘阵列

创建RAID10(先做镜象，再做条带） mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 / dev / sd [bc]1mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2/dev/sd[de]1 mdacim -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1
创建并挂载文件系统
mkfs.xfs /dev/md10
mkdir /myraid10
mount /dev/md10 /myraid10

创建RAID5(先做镜象，再做条带）
mdadm -Cv /dev/md5 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
创建并挂载文件系统
mkfs.xfs /dev/md5
mkdir /myraid5
mount /dev/md5 /myraid5
实现故障恢复
mdadm /dev/ mdo -f /dev/sdb1 　　 #模拟/dev/sdb1故障
cat/proc/mdstat　　　　#还能查看创建RAID的进度
mdadm -D /dev/md0 　　　　　　　　　#查看发现sde1已顶替sdb1

五、总结

RAID提供比单个硬盘具有更高的存储性能和提供数据备份技术
常用的RAID级别：RAID0、RAID1、RAID5、RAID1+0等
阵列卡及缓存
软RAID磁盘阵列构建方法