企業(yè)服務(wù)器磁盤管理-板載RAID

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1、服務(wù)器磁盤管理RAIDRAID是英文RedundantArrayofInexpensiveDisks的縮寫，中文簡(jiǎn)稱為廉價(jià)磁盤冗余陣列。RAID就是一種由多塊硬盤構(gòu)成的冗余陣列。雖然RAID包含多塊硬盤，但是在操作系統(tǒng)下是作為一個(gè)獨(dú)立的大型存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)。利用RAID技術(shù)于存儲(chǔ)系統(tǒng)的好處主要有以下三種：1.通過把多個(gè)磁盤組織在一起作為一個(gè)邏輯卷提供磁盤跨越功能2.通過把數(shù)據(jù)分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊(Block)并行寫入/讀出多個(gè)磁盤以提高訪問磁盤的速度3.通過鏡像或校驗(yàn)操作提供容錯(cuò)能力最初開發(fā)RAID的主要目的是節(jié)省

2、成本，當(dāng)時(shí)兒塊小容量硬盤的價(jià)格總和要低于大容量的硬盤。目前來(lái)看RAID在節(jié)省成木方面的作用并不明顯，但是RAID可以充分發(fā)揮出多塊硬盤的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出任何一塊單獨(dú)硬盤的速度和吞吐量。除了性能上的提高Z外，RAID還可以提供良好的容錯(cuò)能力，在任何一塊硬盤出現(xiàn)問題的情況下都可以繼續(xù)工作，不會(huì)受到損壞碩盤的影響。RAID技術(shù)分為兒種不同的等級(jí)，分別可以提供不同的速度，安全性和性價(jià)比。根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)腞AID級(jí)別可以滿足用戶對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)可用性、性能和容量的要求。常用的RAID級(jí)別有以下幾種:NRATD,J

3、BOD,RATDO,RATD1,RATD0+1,RAID3,RAID5等。目前經(jīng)常使用的是RAID5和RAID(0+1)。NRAIDNRAID即Non-RAID,所有磁盤的容量組合成一個(gè)邏輯盤，沒有數(shù)據(jù)塊分條(noblockstripping)。NRATD不提供數(shù)據(jù)冗余。要求至少一個(gè)磁盤。JB0DJB0D代表JustaBunchofDrives，磁盤控制器把每個(gè)物理磁盤看作獨(dú)立的磁盤，因此每個(gè)磁盤都是獨(dú)立的邏輯盤。JBOD也不提供數(shù)據(jù)冗余。要求至少一個(gè)磁盤。1、RAID0RAID0是最早出現(xiàn)的RAID模式

4、，即DataStripping數(shù)據(jù)分條技術(shù)°RAID0是組建磁盤陣列中最簡(jiǎn)單的一種形式，只需要2塊以上的硬盤即可，成本低，可以提高整個(gè)磁盤的性能和吞吐量。RAID0沒有提供冗余或錯(cuò)誤修復(fù)能力，是實(shí)現(xiàn)成木是最低的。RAID0最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式就是把N塊同樣的硬盤用硬件的形式通過智能磁盤控制器或用操作系統(tǒng)中的磁盤驅(qū)動(dòng)程序以軟件的方式串聯(lián)在一起創(chuàng)建一個(gè)人的卷集。在使用中電腦數(shù)據(jù)依次寫入到各塊硬盤中，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以整倍的提高碩盤的容量。如使用了三塊80GB的硬盤組建成RAID0模式，那么磁盤容量就會(huì)是240G

5、Bo其速度方面，各單獨(dú)一塊硬盤的速度完全相同。最大的缺點(diǎn)在于任何一塊硬盤擊現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，可靠性僅為單獨(dú)一塊硬盤的1/No為了解決這一問題，便出一了RAID0的另一種模式。即在N塊硬盤上選擇合理的帶區(qū)來(lái)創(chuàng)建帶區(qū)集。其原理就是將原先順序?qū)懭氲臄?shù)據(jù)被分散到所有的四塊硬盤中同時(shí)進(jìn)行讀寫。四塊硬盤的并行操作使同一時(shí)間內(nèi)磁盤讀寫的速度提升了4倍。在創(chuàng)建帶區(qū)集時(shí)，合理的選擇帶區(qū)的大小非常重要。如果帶區(qū)過大，可能一塊磁盤上的帶區(qū)空間就可以滿足人部分的I/O操作，使數(shù)據(jù)的讀寫仍然只局限在少數(shù)的一、兩塊硬盤上

6、，不能充分的發(fā)揮出并行操作的優(yōu)勢(shì)。另一方面，如果帶區(qū)過小，任何I/O指令都可能引發(fā)大量的讀寫操作，占用過多的控制器總線帶寬。因此，在創(chuàng)建帶區(qū)集時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，慎重的選擇帶區(qū)的大小。帶區(qū)集雖然可以把數(shù)據(jù)均勻的分配到所有的磁盤上進(jìn)行讀寫。但如果我們把所有的硬盤都連接到一個(gè)控制器上的話，可能會(huì)帶來(lái)潛在的危害。這是因?yàn)楫?dāng)我們頻繁進(jìn)行讀寫操作時(shí)，很容易使控制器或總線的負(fù)荷超載。為了避免出現(xiàn)上述問題，建議用戶可以使用多個(gè)磁盤控制器。最好解決方法還是為每一塊硬盤都配備一個(gè)專門的磁盤控制器。雖然RAID0

7、可以提供更多的空間和更好的性能，但是整個(gè)系統(tǒng)是非常不可靠的，如果出現(xiàn)故障，無(wú)法進(jìn)行任何補(bǔ)救。所以，RAIDO一般只是在那些對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求不高的情況下才被人們使用。2、RAID1RAID1稱為磁盤鏡像，原理是把一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤上，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時(shí)，會(huì)在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性上，只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數(shù)量的碩盤出現(xiàn)問題時(shí)系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行,當(dāng)一塊硬盤失效時(shí)，系統(tǒng)會(huì)忽略該硬盤

8、，轉(zhuǎn)而使用剩余的鏡像盤讀寫數(shù)據(jù)，具備很好的磁盤冗余能力。雖然這樣對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)講絕對(duì)安全，但是成本也會(huì)明顯增加，磁盤利用率為50%,以四塊80GB容量的硬盤來(lái)講，可利用的磁盤空間僅為160GBo另外，出現(xiàn)硬盤故障的RAID系統(tǒng)不再可靠，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的更換損壞的硬盤，否則剩余的鏡像盤也出現(xiàn)問題，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。更換新盤后原有數(shù)據(jù)會(huì)需要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。因此，RAID1多用