磁盘阵列怎么做镜像

转载

墨染心语 2024-12-19 09:03:18

文章标签 磁盘阵列怎么做镜像 linux 服务器磁盘阵列数据 文章分类 云原生云计算

文章目录

前言
一：RAID磁盘阵列详解

1.1：RAID 0磁盘阵列介绍
1.2：RAID 1磁盘阵列介绍
1.3：RAID 5磁盘阵列介绍
1.4：RAID 6磁盘阵列介绍
1.5：RAID容错对比表与图示分析总结
1.6：RAID 1+0磁盘阵列介绍
1.6：RAID 0+1 磁盘阵列介绍

二：阵列卡介绍

2.1：阵列卡介绍
2.2：RAID卡的接口类型

2.2.1：IDE接口
2.2.2：SCSI接口
2.2.3：SATA接口
2.2.4：SAS接口

2.3：阵列卡的缓存

三：构建Linux磁盘硬阵列实验

3.1：启动服务器
3.2：进入bios管理界面,先删除
3.3：界面变成初始化界面
3.4：新增VD
3.5：配置RAID 1
3.6：配置RAID 5
3.7：设备热备份
3.8：退出重启
3.9：安装操作系统
3.10：进入Linux操作
3.11：优化操作

前言

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列。简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（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）。在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多，而且可以提供自动数据备份。数据备份的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用备份信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。

一：RAID磁盘阵列详解

RAID分为不同的等级，不同等级的RAID均在数据可靠性及读写性能上做了不同的权衡。
常用的RAID级别有以下几种：
RAID 0
RAID 1
RAID 5
RAID 6
RAID 1+0

1.1：RAID 0磁盘阵列介绍

磁盘阵列怎么做镜像_linux

1）RAID 0称为条带化存储（Striping）（相当于Windows中是带区卷）
2）RAID 0以连续位或字节为单位进行数据分割，将数据分段存储于各个硬盘中并进行读/写数据，因此有很高的数据传输率，但它没有数据冗余，因此不能算真正的RAID结构
3）RAID 0有很高的数据传输率，可达到单个硬盘的N倍（N为组成RAID 0硬盘的个数）
4）RAID 0指示单纯的提高性能，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
5）RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

1.2：RAID 1磁盘阵列介绍

磁盘阵列怎么做镜像_linux_02

1）RAID 1称为镜像存储（mirroring）（相当于Windows中的镜像卷）
2）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
3）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
4）因为数据被同等的写入成对的磁盘中，所以写性能比较慢，主要受限于最慢的那块磁盘
5）RAID 1时磁盘阵列中单位成本最高的，但是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
6）RAID 1是磁盘利用率最低的一个，如果N(偶数)块硬盘组合成一组镜像，只能利用其中N/2的容量

1.3：RAID 5磁盘阵列介绍

RAID 5是一种存储性能，数据安全与存储成本兼顾的存储解决方案，可以理解为是RAID 0和 RAID 1 的这种方案

磁盘阵列怎么做镜像_磁盘阵列_03

1.4：RAID 6磁盘阵列介绍

RAID 6采用双重校验技术，在RAID 5的技术上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，进一步加强了对数据的保护。

磁盘阵列怎么做镜像_服务器_04

1.5：RAID容错对比表与图示分析总结

RAID 0，RAID 1 , RAID 5, RAID 6都具有容错性，我们做个对比

	RAID 0	RAID 1	RAID 5	RAID 6
是否有校验	无	无	有	有
保护能力	无	允许一个设备故障	允许一个设备故障	允许两个设备故障
写性能	提高一倍	需写两个存储设备	需写计算校验	需双重写计算校验
磁盘利用率	100%	50%	N-1/N（N>=3)	N-2/N（N>=4)

相对于其他几种RAID来说，当N>2时，RAID 6的磁盘利用率得到了提高。又因为允许同时两块存储设备故障，显然提供了更好的可用性

Raid 0 :条带模式，同时读写，不支持扩展，读写快一倍

磁盘阵列怎么做镜像_数据_05

Raid1 :镜像卷，正本和副本的关系

磁盘阵列怎么做镜像_数据_06

Raid 5

磁盘阵列怎么做镜像_磁盘阵列_07

Raid 6

磁盘阵列怎么做镜像_磁盘阵列怎么做镜像_08

1.6：RAID 1+0磁盘阵列介绍

磁盘阵列怎么做镜像_linux_09

磁盘阵列怎么做镜像_linux_10

1.6：RAID 0+1 磁盘阵列介绍

磁盘阵列怎么做镜像_服务器_11

1）对于RAID0+RAID1 的情况来看，当有单个磁盘发生故障时，所有其所在的磁盘阵列都将失去功能。但是RAID1+RAID0 就不会有这种情况发生，RAID1+RAID0 恢复速度更快。

2）对于容错能力而言，如果有一块盘坏了之后，再考虑其容错能力的话，那么对于有2N 块磁盘的系统而言，如果是RAID0+1 那么，系统出现故障的可能性是N/(2N-1)，对于RAID1+0 而言，其可能性是1/(2N-1)。例如前面的图中给出的N=4 的情况。如果有一块盘坏了。剩余7 快盘，那么对于RAID0+1 而言，出错的可能性为4 块磁盘中的一块，而对于RAID1+0 而言，只有一块磁盘（与出错磁盘相对应的镜像盘）出现故障时整个系统才彻底不能使用。对于3 块磁盘出错而导致系统故障的可能性也可以类似讨论，从这个角度来说，RAID1+0 的容错能力要高于RAID0+1。
3）常见RAID 系统也支持RAID1+RAID0 这种方式。

4）如果有一个磁盘坏了之后，在没有进行更新磁盘之前，RAID0+1的速度要稍快于RAID1+0，因为此时RAID0+1变成了RAID0的形式。
所以综合上面的分析可以得出RAID1+RAID0 的策略是比较有优势的。

二：阵列卡介绍

2.1：阵列卡介绍

阵列卡全称为磁盘阵列卡，是用来实现RAID 功能的板卡
RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种
通过硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，通常是I/O处理器，硬盘控制器，硬盘连接器和缓存等一些列组件构成
通过软件并使用CPU的RAID卡我们成为软RAID，因为软RAID占用CUP资源比较高，所以绝大部分的服务器设备都使用的硬RAID
不同的RAID卡支持的RAID功能不同，例如支持RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID1+0等
RAID卡的第一个重要功能就是他可以达到单个磁盘驱动器的几倍，几十倍甚至上百倍的速率，这也是RAID最初想要解决的问题
RAID卡的第二个重要功能就是提供容错能力，现在服务器基本上集成了RAID卡

2.2：RAID卡的接口类型

RAID卡的接口指的是支持的接口，目前有IDE 接口，SCSI接口，SATA接口和SAS接口

2.2.1：IDE接口

IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，属于并行接口。
它是把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器，这样使得硬盘接口的电缆数目与长度有所减少，从而数据传输的可靠性得到增强.
IDE接口价格低廉，兼容性强.
在实际的应用中，这种类型的接口随着接口技术的不断发展已经很少用了，逐渐被后续发展分支出更多类型的硬盘接口所取代。

2.2.2：SCSI接口

SCSI 的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是和IDE完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI是一种通用的接口标准，具备与不同类型外部设备进行通信的能力，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术
SCSI是个多任务接口，设有母线仲裁功能，挂在一个SCSI母线上的多个外部设备可以同时工作，并平等占有总线
SCSI接口可以同步或异步传输数据，同步传输数据可以达到10M/s，异步传输速率可以达到1.5M/s
SCSI接口的CPU占用率低，支持热插热拔，但价格较高，因此SCSI硬盘主要用于中，高端工作站中

2.2.3：SATA接口

SATA是“Serial ATA”的缩写，主要用在主板和大量存储设备之间传输数据。拥有这种接口的硬盘又叫串口硬盘，以采用串行方式传输数据

SATA总线使用了嵌入式时钟信号，使得其具备更强的纠错能力。如果发现数据传输中的错误会自动进行矫正，很大程度上提高了数据传输的可靠性，也是一种支持热拔热插的接口

2.2.4：SAS接口

SAS的英文全称为“Serial Attached SCSI”是新一代的SCSI技术，称为序列式SCSI
SAS可以看做是SATA与SCSI的结合体，是同时发挥两者的优势产生的，主要用在周边零件的数据传输上
和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设备

2.3：阵列卡的缓存

缓存（Cache）是RAID卡与外部总线交换数据的场所，是RAID卡电路板上的一块存储芯片，与硬盘盘片相比，具有极快的存取速度。RAID卡现将数据传送到缓存，再经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，大缓存能够大幅度的提高数据命中率从而提高RAID卡整体性能
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，主要取决于磁盘阵列产品所应用的范围