Linux 服务器硬件及RAID配置

目录

一、服务器硬件详解

1.中央处理器 (CPU)

2.内存 (RAM)

3.硬盘

4.电源供应器

5.网卡

二、RAID磁盘阵列详解

1.RAID 0(条带化存储)

2.RAID 1（镜像存储）

3.RAID 5

4.RAID 6

5.RAID 1 0 

三、阵列卡介绍

四、构建软RAID磁盘阵列

配置RAID6

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一、服务器硬件详解

        服务器是一种专门用于存储、处理和传输数据的计算机系统。与个人电脑相比，服务器通常具有更高的性能和更强的可靠性，因为它们需要长时间运行，承载大量访问量。

服务器的硬件部分包括以下组件：

1.中央处理器 (CPU)

        CPU是服务器最重要的组件之一，它负责执行计算机指令。服务器通常使用多核CPU，这意味着每个CPU芯片上有多处理器核心，以提高处理效率。

2.内存 (RAM)

        内存是一个临时的存储区域，用于保存正在运行的程序和数据。一般来说，服务器需要至少6GB的RAM，以便同时运行多个程序和向多个用户提供服务。

3.硬盘

        硬盘是服务器用于存储数据的主要设备。服务器通常使用较大容量的硬盘驱动器（HDD）或固态硬盘驱动器（SSD），可以提供更快的读取和写入速度。

4.电源供应器

        电源供应器负责向服务器提供电力。由于服务器需要长时间运行，因此它需要一个可靠的电源，以确保服务器在停电、电压波动等情况下不会失去数据或损坏硬件。

5.网卡

        网络接口卡 (NIC) 或网络适配器，它是一种硬件设备，通过该设备将服务器连接到网络。现代服务器通常使用千兆位以太网物理层协议（Gigabit Ethernet Physical Layer Protocol）的网卡，而更高性能的服务器可能使用10、40或100 Gbps网络接口卡。

这些组件

二、RAID磁盘阵列详解

1.RAID 0(条带化存储)

        RAID0将多个物理磁盘组合起来作为一个逻辑卷使用。RAID0最大的优点是具有高速读取和写入性能。

        RAID0的原理很简单：将要存储的数据按块大小分割后分别保存到不同硬盘中，同时每个硬盘只需要负责读取或写入自己所存储的那些数据块。这样就实现了对数据的高效处理和读取。但是，与其他RAID级别相比，RAID0没有冗余性，如果其中任何一个磁盘损坏，则整个阵列的所有数据都会丢失。

       磁盘数为N，磁盘利用率100%，读写性能高，没有安全性。

2.RAID 1（镜像存储）

        RAID1被称为"镜像阵列"。该阵列将数据写入同时存在的两个磁盘驱动器，并确保每个驱动器都有与另一个磁盘驱动器相同的副本。因此，如果其中一个磁盘发生故障，系统将继续使用第二个磁盘中的备份数据，确保了数据的完整性和可靠性。

        与其他RAID技术不同，RAID1不使用奇偶校验位或分布式存储来重构数据。这意味着RAID1可以快速读取数据，因为所有数据都保存在两个驱动器中，系统只需从其中一个驱动器读取即可。

        RAID1的优点包括：高可用性、容易管理、最小化数据丢失以及对读数据的高速度。然而，它需要花费更多的存储空间，因为数据在两个驱动器上都有备份，且更昂贵，因为您需要购买两个硬盘驱动器来实现镜像。

        磁盘数为N（偶数）且最少2个，磁盘利用率为50%，读性能较高，写性能较低，中等安全性，只能坏一块磁盘。

3.RAID 5

        RAID5通过将数据和奇偶校验位分散在多个磁盘驱动器上来提供容错能力和性能。每个磁盘驱动器都有部分数据和奇偶校验位，这使得当一个磁盘驱动器损坏时，其余的磁盘驱动器仍然可以重新计算丢失的数据。

        与其他RAID技术不同，RAID5仅使用1个奇偶校验进行字节级别的存储区域冗余，在写入数据时从多块磁盘中循环写入，以此提高数据读取性能，减少总成本。

        RAID5的优点包括：高性能、具有灾难恢复功能，而开销相对较小。这种类型的阵列适用于需要高写入数据速度和相对相对阅读速度且要求高度可靠性的应用程序。

        然而，RAID5也有限制，其中最明显的是不适合处理大型文件、因为高速计算奇偶校验位可能会导致延迟；以及RAID5组中的一个驱动器不能与另一个驱动器并排工作，否则其性能会下降。

        磁盘数为N>=3,磁盘利用率为（N-1）/N，读性能较高，写性能低，高安全性，可以坏一块磁盘，可以热备份。

4.RAID 6

        RAID6允许两块或更多的硬盘驱动器在多个硬盘中分配和存储数据。与其他RAID级别相比，RAID6提供了更高的可靠性和更好的容错能力。

        RAID6阵列需要至少四个磁盘驱动器来实现。其中两个磁盘被用于错误校验数据。这就意味着RAID6可以容忍两个硬盘驱动器的同时故障并且系统仍然可以正常工作。

        通过在每个块上计算冗余信息，RAID6提供了从两个硬盘驱动器故障中恢复数据的能力。RAID6在单个设备故障和重建过程期间更安全，因为阵列的有效负载不被损坏，所以 RAID 6 故障时的“恢复点”要远高于RAID5。

        在RAID6阵列中写入数据时，数据将被分成条带，然后分布在所有磁盘上。与RAID5一样，RAID6使用奇偶校验码来验证每个磁盘上的数据，并检测到任何错误。

        RAID6还有一个优势，就是在大容量硬盘使用的情况下，RAID6可以为每个块计算更多的校验码，从而提高校验码的重建性能。然而，RAID6对于处理小尺寸随机读写时并不是最优解。

        磁盘数为N>=4，磁盘利用率为（N-2）/N，读性能较高，写性能比较低，高安全性，可热备份，可以坏2块磁盘。

5.RAID 1 0 

        RAID 10（也被称为RAID 1 + 0）是一种结合了RAID 1和RAID 0的磁盘阵列。RAID 1使用镜像方式复制数据到一对硬盘驱动器中，而RAID 0则将数据条带化分散在多个硬盘驱动器上，以提高性能。

        在RAID 10中，至少需要四个硬盘驱动器，并且必须成对地进行设定。例如，如果系统有八个硬盘驱动器，则可以将它们划分为4个RAID 1组（每组2个驱动器）, 最后再将这些RAID 1组分别整合为一个RAID 0。RAID 10最大的优点是数据的安全性高，同时还能够提高读取和写入速度。然而，相对于RAID 5来说，RAID 10使用的硬盘数量更多，因此成本可能会更高。

        当使用RAID 10时，其性能不受写入负载、校验计算和重建操作等的影响，因此通常用于要求高可靠性和读写性能的应用程序（如数据库和虚拟化）。然而，数据备份仍然是必要的，因为RAID并不能保证数据完全不会丢失。

       磁盘数为N>=4,且N为偶数，磁盘利用率为50%，读性能高，写性能较低，中等安全性，最多坏2块磁盘（两两成对的基组，每个基组坏1块磁盘）。

三、阵列卡介绍

        阵列卡是一种计算机硬件设备，用于控制多个硬盘驱动器组成的阵列存储系统。阵列卡通过根据用户配置的RAID级别，将数据分散并存储在多个硬盘驱动器上，以提高数据可靠性和/或性能。

        RAID（冗余磁盘阵列）技术最初是为了解决单个硬盘容量、性能和可靠性问题而出现的。现在，随着数据量的不断增加及数据安全的需求，RAID已经被广泛应用于服务器、存储系统等领域。

        阵列卡可以作为扩展卡或集成在主板上，通常具有多个连接端口，用于连接多个硬盘驱动器。它们还可能具有缓存和处理器等功能，以提高读写性能，减轻主处理器的负担，并支持多个RAID级别。

        RAID卡的接口类型： IDE接口（并行接口，价格低廉，兼容性强） SCSI接口（串行接口，是小型计算机系统接口，广泛应用于小型机上的高速数据传输技术，支持热拔插，CPU占用率低，但是价格高） SATA接口（串行接口） SAS接口（新一代scsi接口，向下兼容SATA）

四、构建软RAID磁盘阵列

配置RAID6

用lvm逻辑卷来做一个raid6 #永久挂载 #多个热备份

先添加磁盘设备

创建分区，也可以一块磁盘分多个区

 创建逻辑卷

 创建卷组

 创建RAID6

mdadm:创建raid

-C:新建

-v:显示详细过程

/dev/md6:创建raid6的名称

-l:指定raid级别

-n:指定使用盘数（和raid级别对应）

-x：指定热备份盘

 查看RAID6详细信息

 在/etc/fstab配置文件下添加/dev/md6 /opt/data xfs defaults 0 0来设置自动挂载

 格式化RAID6

 模拟/dev/dm-0故障

 可以看到/dev/dm-5备用正在数据同步

 

 

 当模拟故障数达到5时，分区无法读写