Wyszukiwanie w witrynie

Wprowadzenie do RAID, koncepcje RAID i poziomy RAID – część 1

RAID to Nadmiarowa macierz niedrogich dysków, ale obecnie nazywa się ją Nadmiarowa macierz niezależnych dysków. Wcześniej kupno nawet mniejszego dysku było bardzo kosztowne, ale obecnie możemy kupić duży dysk za tę samą kwotę, co wcześniej. Raid to po prostu zbiór dysków w puli, który ma stać się woluminem logicznym.

Raid zawiera grupy, zestawy lub tablice. Kombinacja sterowników tworzy grupę dysków tworzącą macierz RAID lub zestaw RAID. Mogą to być minimum 2 dyski podłączone do kontrolera RAID i tworzyć wolumin logiczny lub więcej dysków może znajdować się w grupie. W grupie dysków można zastosować tylko jeden poziom RAID. Raidy stosujemy gdy potrzebujemy doskonałej wydajności. W zależności od wybranego przez nas poziomu nalotu, wydajność będzie się różnić. Zapisywanie naszych danych dzięki odporności na awarie i wysokiej dostępności.

Ta seria będzie nosiła tytuł Przygotowanie do konfiguracji RAID do części 1–9 i obejmuje następujące tematy.

To jest część 1 z serii 9 samouczków, w której omówimy wprowadzenie RAID, koncepcje RAID i poziomy RAID wymagane do skonfigurowania RAID w systemie Linux.

Programowa macierz RAID i sprzętowa macierz RAID

Oprogramowanie RAID ma niską wydajność ze względu na zużycie zasobów hostów. Oprogramowanie RAID musi zostać załadowane, aby odczytać dane z woluminów oprogramowania RAID. Przed załadowaniem oprogramowania RAID system operacyjny musi się uruchomić, aby załadować oprogramowanie RAID. Nie ma potrzeby stosowania sprzętu fizycznego w atakach oprogramowania. Inwestycja o zerowym koszcie.

Sprzętowy RAID charakteryzuje się wysoką wydajnością. Są to dedykowane kontrolery RAID, które są fizycznie zbudowane przy użyciu kart PCI Express. Nie będzie korzystać z zasobu hosta. Mają pamięć NVRAM dla pamięci podręcznej do odczytu i zapisu. Przechowuje pamięć podręczną podczas odbudowy, nawet jeśli nastąpi awaria zasilania, będzie przechowywać pamięć podręczną przy użyciu kopii zapasowych zasilania bateryjnego. Bardzo kosztowne inwestycje potrzebne na dużą skalę.

Sprzętowa karta RAID będzie wyglądać jak poniżej:

Wyróżnione koncepcje RAID

  1. Metoda Parity w raidie regeneruje utraconą zawartość z informacji zapisanych przez parzystość. RAID 5, RAID 6 w oparciu o parzystość.
  2. Stripe udostępnia dane losowo na wielu dyskach. To nie będzie pełne dane na jednym dysku. Jeśli użyjemy 3 dysków, połowa naszych danych będzie na każdym dysku.
  3. Mirroring jest używany w RAID 1 i RAID 10. Mirroring polega na utworzeniu kopii tych samych danych. W RAID 1 ta sama zawartość zostanie zapisana również na drugim dysku.
  4. Hot Spare to po prostu dysk zapasowy na naszym serwerze, który może automatycznie zastąpić uszkodzone dyski. Jeśli którykolwiek z dysków w naszej macierzy ulegnie awarii, ten dysk zapasowy zostanie użyty i automatycznie odbudowany.
  5. Kraje to po prostu rozmiar danych, który może wynosić co najmniej 4 KB i więcej. Definiując rozmiar porcji, możemy zwiększyć wydajność operacji we/wy.

Macierze RAID są na różnych poziomach. Tutaj zobaczymy tylko poziomy RAID, które są używane głównie w środowisku rzeczywistym.

  1. RAID0=Rozkładanie
  2. RAID1=Kopia lustrzana
  3. RAID5=Parzystość rozproszona na pojedynczym dysku
  4. RAID6=parzystość rozproszona na dwóch dyskach
  5. RAID10=połączenie lustrzanego i paskowego. (Zagnieżdżona macierz RAID)

W większości dystrybucji Linuksa RAID zarządza się za pomocą pakietu mdadm. Przyjrzyjmy się pokrótce każdemu poziomowi RAID.

RAID 0 (lub) Striping

Striping ma doskonałą wydajność. W Raid 0 (Striping) dane będą zapisywane na dysku metodą współdzieloną. Połowa zawartości będzie znajdować się na jednym dysku, a druga połowa zostanie zapisana na innym dysku.

Załóżmy, że mamy 2 dyski, np. jeśli zapiszemy dane „TECMINT” na woluminie logicznym, zostaną one zapisane jako „T” zostaną zapisane na pierwszym dysku i „E” zostanie zapisane na drugim dysku, „C” zostanie zapisane na pierwszym dysku i ponownie „M” zostanie zapisane na Drugi dysk i kontynuuje proces okrężny.

W takiej sytuacji, jeśli któryś z dysków ulegnie awarii, stracimy nasze dane, ponieważ połowa danych z jednego z dysków nie będzie mogła zostać wykorzystana do odbudowania rajdu. Ale w porównaniu do szybkości zapisu i wydajności, RAID 0 jest doskonały. Potrzebujemy co najmniej minimum 2 dysków, aby utworzyć RAID 0 (Striping). Jeśli potrzebujesz cennych danych, nie używaj tego POZIOMU RAID.

  1. Wysoka wydajność.
  2. W macierzy RAID 0 występuje zerowa utrata pojemności
  3. Zerowa tolerancja na błędy.
  4. Zapis i czytanie będą dobrą wydajnością.

RAID 1 (lub) dublowanie

Mirroring ma dobrą wydajność. Mirroring może stworzyć kopię tych samych danych, które mamy. Zakładając, że mamy dwie liczby dysków twardych o pojemności 2 TB, łącznie mamy 4 TB, ale podczas tworzenia kopii lustrzanej, gdy dyski znajdują się za kontrolerem RAID, tworząc dysk logiczny. Tylko możemy zobaczyć 2 TB dysku logicznego.

Podczas gdy zapisujemy dowolne dane, zostaną one zapisane na obu dyskach 2 TB. Do utworzenia macierzy RAID 1 lub kopii lustrzanej potrzebne są co najmniej dwa dyski. Jeżeli doszło do awarii dysku, możemy odtworzyć zestaw nalotowy wymieniając nowy dysk. Jeśli którykolwiek z dysków ulegnie awarii w macierzy RAID 1, możemy uzyskać dane z innego dysku, ponieważ na drugim dysku znajdowała się kopia tej samej zawartości. Zatem utrata danych jest zerowa.

  1. Dobry występ.
  2. Tutaj połowa przestrzeni zostanie utracona w całkowitej pojemności.
  3. Pełna tolerancja na błędy.
  4. Odbudowa będzie szybsza.
  5. Wydajność pisania będzie niska.
  6. Czytanie będzie dobre.
  7. Może być stosowany w systemach operacyjnych i bazach danych na małą skalę.

RAID 5 (lub) rozproszona parzystość

RAID 5 jest najczęściej używany na poziomach korporacyjnych. RAID 5 działa metodą rozproszonej parzystości. Informacje o parzystości zostaną użyte do odbudowania danych. Odbudowuje się na podstawie informacji pozostawionych na pozostałych dobrych dyskach. To ochroni nasze dane przed awarią dysku.

Załóżmy, że mamy 4 dyski, jeśli jeden z nich ulegnie awarii, a podczas wymiany uszkodzonego dysku będziemy mogli odbudować wymieniony dysk na podstawie informacji o parzystości. Informacje o parzystości są przechowywane na wszystkich 4 dyskach, jeśli mamy 4 numery dysku twardego o pojemności 1 TB. Informacje o parzystości będą przechowywane w 256 GB w każdym sterowniku, a pozostałe 768 GB w każdym dysku zostaną zdefiniowane dla Użytkowników. RAID 5 może przetrwać po awarii pojedynczego dysku. Jeśli awaria więcej niż 1 dysków spowoduje utratę danych.

  1. Doskonała wydajność
  2. Czytanie będzie niezwykle szybkie.
  3. Zapis będzie średni, powolny, jeśli nie będziemy używać sprzętowego kontrolera RAID.
  4. Odbuduj na podstawie informacji o parzystości ze wszystkich dysków.
  5. Pełna tolerancja na błędy.
  6. 1 miejsce na dysku będzie miało parzystość.
  7. Może być stosowany w serwerach plików, serwerach internetowych, bardzo ważnych kopiach zapasowych.

Dysk rozproszony RAID 6 z dwiema parzystościami

RAID 6 jest taki sam jak RAID 5 z systemem rozproszonym z dwiema parzystościami. Używany głównie w dużej liczbie tablic. Potrzebujemy minimum 4 dysków. Nawet w przypadku awarii 2 dysków możemy odbudować dane podczas wymiany nowych dysków.

Bardzo wolniejszy niż RAID 5, ponieważ zapisuje dane do wszystkich 4 sterowników jednocześnie. Będzie miał średnią prędkość, gdy będziemy używać sprzętowego kontrolera RAID. Jeśli mamy 6 dysków twardych o pojemności 1 TB, 4 dyski będą używane do przechowywania danych, a 2 dyski będą używane do obsługi parzystości.

  1. Kiepska wydajność.
  2. Przeczytaj Wydajność będzie dobra.
  3. Wydajność zapisu będzie słaba, jeśli nie będziemy używać sprzętowego kontrolera RAID.
  4. Odbuduj z 2 dysków parzystości.
  5. Pełna tolerancja na błędy.
  6. 2 Miejsce na dysku będzie poniżej parzystości.
  7. Można używać w dużych tablicach.
  8. Może być używany do celów tworzenia kopii zapasowych, przesyłania strumieniowego wideo, używany na dużą skalę.

RAID 10 (lub) Mirror & Stripe

RAID 10 można nazwać 1+0 lub 0+1. Wykona to zarówno prace Mirror, jak i Striping. Lustro będzie pierwszym, a paski drugim w RAID 10. Stripe będzie pierwszym, a lustro będzie drugim w RAID 01. RAID 10 jest lepszy w porównaniu do 01.

Załóżmy, że mamy 4 Liczba dysków. Kiedy zapisuję niektóre dane na woluminie logicznym, zostaną one zapisane na wszystkich 4 dyskach przy użyciu metod lustrzanych i rozłożonych.

Jeśli zapiszę dane „TECMINT” w RAID 10, dane zostaną zapisane w następujący sposób. Pierwsze „T” zapisze na obu dyskach, a drugie „E” zapisze na obu dyskach. Ten krok będzie używany do zapisu wszystkich danych. Spowoduje to utworzenie kopii wszystkich danych na innym dysku.

Jednocześnie użyje metody RAID 0 i zapisze dane w następujący sposób: „T” zapisze na pierwszym dysku, a „E” zapisze na drugim dysku. Ponownie „C” zapisze na pierwszym dysku, a „M” na drugim dysku.

  1. Dobra wydajność odczytu i zapisu.
  2. Tutaj połowa przestrzeni zostanie utracona w całkowitej pojemności.
  3. Tolerancja błędów.
  4. Szybka odbudowa z kopiowania danych.
  5. Może być używany w magazynie baz danych w celu zapewnienia wysokiej wydajności i dostępności.

Wniosek

W tym artykule zobaczyliśmy, czym jest RAID i jakie poziomy są najczęściej używane w RAID w rzeczywistym środowisku. Mam nadzieję, że zapoznałeś się z artykułem na temat RAID. Aby skonfigurować RAID, należy posiadać podstawową wiedzę na temat RAID. Powyższa treść spełni podstawową wiedzę na temat RAID.

W kolejnych nadchodzących artykułach omówię konfigurację i utworzenie macierzy RAID przy użyciu różnych poziomów, powiększanie grupy RAID (tablicy) oraz rozwiązywanie problemów z uszkodzonymi dyskami i wiele więcej.