Linux服务器硬件及RAID配置操作

服务器硬件及RAID配置实操

服务器硬件详解

服务器规格2P4C32G：

2P–物理核，4C–一个cpu上有4个核心服务器一共有2*4=8核cpu，32G–32G内存空间

• 服务器适配

  专用硬件 + 专用软件

  通用服务器 + 软件适配

  云服务器 + 软件适配

  容器云

RAID磁盘整列详解

RAID磁盘阵列介绍

• 是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

  RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

RAID 0磁盘阵列介绍

• RAID 0(条带化存储)
  • 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（平均分配，负载均衡），因此具有很高的数据传输率（同时读写相当于N块硬盘同时读写），但它没有数据冗余
  • RAID 0只是单纯地提高性能，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

RAID 1磁盘阵列介绍

• 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可以提高读取性能（无法提升写性能）

• RAID1是磁盘阵列中单位成本最高的（需要更多的存储空间），但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

• N/2磁盘利用率

  N（偶数）块硬盘组合成一组镜像，N/2容量

RAID 5磁盘阵列介绍

• N(N>=3)块盘组成阵列，一份数据产生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

  校验数据：通过留存的数据可通过算法实现恢复缺失的数据，在N块硬盘上循环均衡的写入。全部写在一块硬盘上时是RAID 3，由于校验数据写入频率远大于其他数据，所以不采用RAID 3

• N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高

• (N-1)/N磁盘利用率

• 可靠性高，允许坏1块盘（仅允许一块），不影响所有数据

RAID 6磁盘阵列介绍

• N(N>=4)块盘组成阵列,(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（最多允许2块硬盘损坏）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（安全性较高，生产环境采用较少）

RAID 1+0磁盘阵列介绍

• RAID 1+0(先做镜象，再做条带)
  

  • 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

• RAID 0+1(先做条带，再做镜象)
  

  • 读写性能与RAID 10相同
  • 安全性低于RAID 10

• 在已损坏一个条带的情况下RAID 1+0的损坏率为1/3，而RAID 0+1的损坏率为2/3，所以RAID 1+0优于RAID 0+1

RAID级别	硬盘数量	硬盘利用率	是否有校验能力	保护能力	写性能
RAID0	N	N	无	无	单个硬盘的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	需写计算校验
RAID6	N>=4	(N-2)/N	有	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

阵列卡

阵列卡介绍

• 阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
• 通常是由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、RAID10等
• RAID卡的接口类型
  • IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

阵列卡的缓存

• 缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据的场所，RAID卡先将数据传送到缓存，再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
• 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

构建软RAID磁盘阵列

创建软RAID磁盘阵列步骤

• 安装mdadm
• 准备用于RAID阵列的分区
  • 为Linux服务器添加4块SCSI硬盘，并使用fdisk工具各划分出以块2GB的分区依次为
    • /dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1
  • 将其类型ID更改为"fd"，对应为"Linux raid autodetect"，表示支持用于RAID磁盘阵列
• 创建RAID设备并建立文件系统
• 挂载并使用文件系统

1. 检查是否己安装mdadm软件包

   rpm -q mdadm

   yum install -y mdadm
   

2. 使用fdisk工具将新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、 sdc1、sdd1、 sde1，并且把分区类型的ID标记号改为"fd"
   

   fdisk /dev/sdb

   fdisk /dev/sdc

   fdisk /dev/sdc

   fdisk /dev/sdc
   
   

3. 创建RAID设备

   #创建RAID5

   mdadm -C -v /dev/md5 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
   

   1. -C:表示新建
   2. -v:显示创建过程中的详细信息。

   • /dev/md5:创建RAID5的名称。

   3. -a yes:–auto，表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略。
   4. -l:指定RAID的级别，l5表示创建RAID5。
   5. -n:指定使用几块硬盘创建RAID，n3表示使用3块硬盘创建RAID。

   • /dev/sd[bcd]1:指定使用这3块磁盘分区去创建RAID。

   6. -x:指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘，x1表示保留1块空闲的硬盘作备用

   • /dev/sde1:指定用作于备用的磁盘

4. 查看配置情况

   cat /proc/mdstat（简洁）
   

   mdadm -D /dev/md5（详细）
   
   

5. 对MD5进行格式化并新建文件夹/data，将其挂载到/data/下

   mkfs -t xfs /dev/md5

   mkdir /data

   mount /dev/md5 /data/
   
   

6. 实现故障恢复

   mdadm /dev/md5 -f /dev/sdc1 //模拟/dev/adb1故障
   

   mdadm -D /dev/md5 //查看发现sde已顶替sdb1
   

7. watch -n 5 'cat /proc/mdstat'（监听状态，ctrl + C 退出）

   
   
   

8. 检查磁盘有没有作为RAID

   mdadm -E /dev/sd[b-e]1
   
   
   

9. 创建/etc/mdadm.conf配置文件，方便管理RAID的配置，比如启动、停止

   echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1 /dev/sde1' > /etc/mdadm.conf
   

   mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf //">>"前的命令得到的结果写入/etc/mdadm.conf

   umount /dev/md5 //解挂

   mdadm -S /dev/md5 //停止设备

   mdadm -As /dev/md5 //启动设备，-s:指查找/etc/mdadm.conf文件中的配置信息
   
   
   

mdadm命令其他常用选项

• -r：移除设备
• -a：添加设备
• -S：停止设备
• -A：启动RAID

创建RAID10（先做镜像，再做条带）

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1

mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1

mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1