day 21

#raid介绍

   什么是Raid?

        Raid是廉价冗余磁盘阵列(Redundant Array of Inexpensive Disk)的简称, 有时也简称磁盘阵列(Disk Array)。

RAID分为两类:

    软RAID,系统层面实现的,性能差。

    硬RAID,硬件层面实现的,性能好。

        主板板载RAID:功能弱,0,1

    独立RAID卡:功能强,0,1,5,10 *****工作选择。

RAID级别一般有:Raid0、Raid1、Raid5、Raid10、Raid01

什么是冗余?

        冗余,指重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。一个具有相同设备功能的备用设备系统。当主设备出现故障时,冗余设备是可以立刻使用的替代设备。

基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID技术。

1、软RAID技术:   系统层面实现的,性能差

        在Linux下在安装系统过程中或者安装系统后通过自带的软件就能实现软RAID功能,使用软RAID可省去购买昂贵的硬件RAID控制器和附件就能极大地增强磁盘的IO性能和可靠性。由于是用软件去实现的RAID功能,所以它配置灵活、管理方便。同时使用软件RAID,还可以实现将几个物理磁盘合并成一个更大的虚拟设备,从而达到性能改进和数据冗余的目的。

2、硬RAID技术:  

硬RAID,硬件层面实现的,性能好。

主板板载RAID:功能弱,0,1

独立RAID卡:功能强,0,1,5,10 *****工作选择。

        基于硬件的RAID解决方案比基于软件RAID技术在使用性能和服务性能上会更胜一筹,具体表现在检测和修复多位错误的能力、错误磁盘自动检测和阵列重建等方面。从安全性上考虑,基于硬件的RAID解决方案也是更安全的,因此,在实际的生产场景工作中,基于硬件的RAID解决方案应该是我们的首选。互联网公司常用的生产DELL服务器,默认的就会支持RAIDo, 1,如果RAID5,10 就需要买RAID卡。

LVM:

        LVM全称(Logic Volume Management (Manager))逻辑卷管理,它的最大用途是可以【灵活的管理磁盘的容量】,让磁盘分区可以随意放大或缩小,便于更好的应用磁盘的剩余空间,如果过于强调性能与备份,那么还是应该使用RAID功能,而不是LVM。

LVM是软件层面实现的,性能太低。性能降低5-10%。

买服务器插满磁盘,分区规划好,永远都不需要LVM。

灵活管理磁盘容量,LVM是软件实现,性能太低,性能降低5%~10%,软件层面实现

买服务器插满磁盘,分区规划好,永远都不需要LVM

Raid和LVM的区别

    LVM:灵活的管理磁盘,有一定的冗余和性能,但很弱。

    RAID:更侧重性能和数据安全。


 我们为什么需要磁盘阵列?

      磁盘阵列可以把多个磁盘驱动器通过不同的连接方式连接在一起协同工作,大大提高

了读取速度,同时把磁盘系统的可靠性提高到接近无错的境界,使其可靠性极高。

      用RAID最直接的好处是:

       1)提升数据安全性。

       2)提升数据读写性能。

      3)提供更大的单一逻辑磁盘数据容量存储。

RAID0描述

    RAID0又称为Stripe (条带化)或Striping (条带模式),它在所有RAID级别中具有最高的存储性能。

       RAID0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取。这样,系统有数据读写请求就可以在多个磁盘并行的执行,每个磁盘读写属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽,显著提高磁盘整体存取性能。

生产应用场景:

        1)负载均衡集群下面的多个相同RS节点服务器。

        2)分布式文件存储下面的主节点或CHUNK SERVER。

        3) MySQL主从复制的多个Slave服务器。

        4)对性能要求很高,对冗余要求很低的相关业务。

RAID 1描述

      RAID1汉称为Mirror或Mirroring (镜像),它的宗旨是最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。RAID1的操作方式是把用户写入一个磁盘的数据百分之百地自动复制到另外一个磁盘上,从而实现存储双份的数据。

      要制作RAID1,要求至少是两块磁盘(仅支持2块盘? ),整个RAID大小等于两个磁盘中最小的那块磁盘的容量(当然,最好使用同样大小的磁盘),数据有50%的冗余,在存储时同时写入两块磁盘,实现了数据完整备份;但相对降低了写入性能,但是读取数据时可以并发,相当于两块Raid0的读取效率(有待实践验证)

raid5是一个中庸的方案,对数据


RAID5描述

        RAID5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。RAID5需要三块或以上的物理磁盘,可以提供热备盘实现故障的恢复;采用奇偶校验,可靠性强,且只有同时损坏两块硬盘时数据才会完全损坏,只损坏一块硬盘时,系统会根据存储的奇偶校验位重建数据,临时提供服务;此时如果有热备盘,系统还会自动在热备盘上重建故障磁盘上的数据;

    RAID5可以理解为是RAID0和RAID 1的折衷方案。RAID5可以为系统提供数据安全保障,但保障度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID5具有和RAID0相近似的数据读取速度,只是多了一个奇偶校验信息,写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息,RAID5的磁盘空间利用率要比RAID 1高,存储成本相对较低。RAID5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。RAID 5是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

RAID 10级别详解

    RAID 0+1,RAID1+0, 称为RAID10?

    正如其名字一样RAID0+1是RAID0和RAID 1的组合形式,也称为RAD 10。

    以四个磁盘组成的RAID 0+1为例,其数据存储方式如图所示: RAID0+1 是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时,也提供了与RAID0近似的存储性能。

    由于RAID 0+1也通过数据的100%备份功能提供数据安全保障,因此RAID0+1的磁盘空间利用率与RAID 1相同,存储成本高。

我们都以四块硬盘做RIAD来细说他们的区别:

        RAID10是先将四块硬盘在纵向上分别两两做镜像,镜像后再在横向上做条带。简而言之: RAID10是先做镜像后做条带。在这种情况下,如果只是坏掉其中的-一个硬盘,对RAID组的影响都不是非常大,只要不是同时坏掉其中的一个硬盘和他的镜像盘,RAID组都不会崩溃。

        RAID01是先将四块硬盘中横向上两两做条带,然后再纵向上做镜像。简而言之:先条带后镜像。这种情况下如果两个条带上有任意两块硬盘坏掉了,则整个RAID组都将崩贵了。不管发生介质损坏的两块硬盘是否是镜像盘。

        总结RAID10和RAID01在读和写的性能上没有太大的差别,从发生故障的概率上看,RAID01 是远大于RAID10的。一.般情况下选择RAID10的情况会多些。

        RAID0+1的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取,同时又对数据安全性要求严格

大话存储


磁盘分区


什么是分区

磁盘分区就相当于给磁盘打隔断。

磁盘分区类型:

1、主分区(primary)

    系统中必须要存在的分区,系统盘选择主分区安装

    数字编号只能是1-4,sda1、sda2、sda3、sda4

    主分区最多四个,最少一个

2、扩展分区(extend)

    相当于一个独立的小磁盘

    有独立的分区表

    不能独立存在,即不能直接存放数据

    必须在扩展分区上建立逻辑分区才能存放数据

    占用主分区的编号(主分区+扩展分区)之和小于等于4,最多4个

    扩展分区可以没有,但不能超过一个

3、逻辑分区(logic)

    数字编号只能从5开始

    存放于扩展分区上

    存放任意普通数据

磁盘分区工作原理:

    磁盘分区是按柱面分区的。

    磁盘分区登记的地点,磁盘分区表。

    磁盘分区表存放分区结果信息的。

    位置,0磁道0磁头1扇区(512字节)占用1扇区的前446字节(系统引导信息)后面的64字节(分区表),剩下的两个字节是分区结束标志

    磁盘分区表的容量是有限的,64字节,一个分区固定占16字节

    64/16=4分区(主分区+扩展分区)

磁盘分区实战

磁盘分区关键就是改64字节的分区表而已

    磁盘分区常用fdisk 命令,修改MBR分区表,MBR格式

    缺陷:被修改的磁盘大小不能大于2T

    磁盘分区其他parted 命令,gpt分区格式,既能修改大于2T也能修改小于2T的磁盘

    小于2T 就用fgisk           大于2T就用parted

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