Поиск по сайту:

Введение в RAID, понятия RAID и уровни RAID. Часть 1.

RAID — это избыточный массив недорогих дисков, но в настоящее время его называют избыточным массивом независимых дисков. Раньше покупать диск даже меньшего размера было очень дорого, но сегодня мы можем купить диск большого размера за ту же сумму, что и раньше. Raid — это просто набор дисков в пуле, который становится логическим томом.

Рейд содержит группы, наборы или массивы. Комбинация драйверов объединяет группу дисков в RAID-массив или RAID-набор. Это может быть как минимум два диска, подключенных к рейд-контроллеру и образующих логический том, или несколько дисков могут быть в группе. В группе дисков можно применить только один уровень Raid. Raid используются, когда нам нужна отличная производительность. В зависимости от выбранного нами уровня рейда производительность будет различаться. Сохранение наших данных благодаря отказоустойчивости и высокой доступности.

Эта серия будет называться «Подготовка к настройке RAID», части 1–9, и охватывает следующие темы.

Это первая часть серии из 9 руководств, здесь мы рассмотрим введение в RAID, концепции RAID и уровни RAID, необходимые для настройки RAID в Linux.

Программный RAID и аппаратный RAID

Программный RAID имеет низкую производительность из-за потребления ресурсов хостов. Программное обеспечение RAID необходимо загрузить для чтения данных из томов программного обеспечения RAID. Перед загрузкой программного обеспечения рейда ОС должна загрузиться для загрузки программного обеспечения рейда. Нет необходимости в физическом оборудовании для программных рейдов. Нулевые инвестиции.

Аппаратный RAID обладает высокой производительностью. Это выделенный RAID-контроллер, физически построенный с использованием карт PCI Express. Он не будет использовать ресурс хоста. У них есть NVRAM для кэша для чтения и записи. Сохраняет кеш во время восстановления, даже в случае сбоя питания он будет сохранять кеш с использованием резервного питания от батареи. Для больших масштабов необходимы очень дорогостоящие инвестиции.

Аппаратная RAID-карта будет выглядеть следующим образом:

Рекомендуемые концепции RAID

  1. Метод Parity в рейде восстанавливает потерянный контент из сохраненной информации с четностью. RAID 5, RAID 6 на основе четности.
  2. Stripe случайным образом распределяет данные на несколько дисков. На одном диске не будет полных данных. Если мы используем 3 диска, половина наших данных будет находиться на каждом диске.
  3. Зеркалирование используется в RAID 1 и RAID 10. Зеркальное копирование создает копию одних и тех же данных. В RAID 1 тот же контент будет сохранен и на другом диске.
  4. Горячий резерв — это запасной диск на нашем сервере, который может автоматически заменять вышедшие из строя диски. Если какой-либо диск в нашем массиве выйдет из строя, этот диск горячего резерва будет использован и восстановлен автоматически.
  5. Чанки — это данные размером минимум от 4 КБ и более. Определив размер блока, мы можем повысить производительность ввода-вывода.

RAID находятся на разных уровнях. Здесь мы увидим только уровни RAID, которые в основном используются в реальной среде.

  1. RAID0=чередование
  2. RAID1=зеркалирование
  3. RAID5=распределенная четность на одном диске
  4. RAID6=распределенная четность двух дисков
  5. RAID10=сочетание зеркала и полосы. (Вложенный RAID)

Управление RAID осуществляется с помощью пакета mdadm в большинстве дистрибутивов Linux. Давайте кратко рассмотрим каждый уровень RAID.

RAID 0 (или) чередование

Полосы имеют отличную производительность. В Raid 0 (Striping) данные будут записываться на диск общим методом. Половина содержимого будет находиться на одном диске, а другая половина будет записана на другой диск.

Предположим, у нас есть 2 диска, например, если мы запишем данные «TECMINT» на логический том, они будут сохранены как «T» будут сохранены на первом диске. и 'E' будет сохранен на втором диске, 'C' будет сохранен на первом диске и снова 'M' будет сохранен на Второй диск, и он продолжает циклический процесс.

В этой ситуации, если какой-либо из дисков выйдет из строя, мы потеряем наши данные, поскольку половину данных с одного из дисков невозможно использовать для восстановления рейда. Но по сравнению со скоростью записи и производительностью RAID 0 превосходен. Нам нужно как минимум 2 диска для создания RAID 0 (чередование). Если вам нужны ценные данные, не используйте этот УРОВЕНЬ RAID.

  1. Высокая производительность.
  2. В RAID 0 отсутствует потеря емкости.
  3. Нулевая отказоустойчивость.
  4. Запись и чтение будут хорошими показателями.

RAID 1 (или) Зеркальное отображение

Зеркальное отображение имеет хорошую производительность. Зеркальное отображение может сделать копию тех же данных, что и мы. Предположим, у нас есть два количества жестких дисков емкостью 2 ТБ, всего у нас есть 4 ТБ, но при зеркалировании, когда диски находятся за RAID-контроллером, образуя логический диск. Только мы можем видеть логический диск емкостью 2 ТБ.

Пока мы сохраняем какие-либо данные, они будут записываться на оба диска емкостью 2 ТБ. Для создания RAID 1 или зеркала необходимо минимум два диска. Если произошел сбой диска, мы можем воспроизвести рейдовый набор, заменив новый диск. Если какой-либо диск выйдет из строя в RAID 1, мы сможем получить данные с другого, поскольку на другом диске была копия того же содержимого. Таким образом, потеря данных нулевая.

  1. Хорошая производительность.
  2. Здесь Половина Пространства будет потеряна в общей мощности.
  3. Полная отказоустойчивость.
  4. Восстановить будет быстрее.
  5. Производительность записи будет медленной.
  6. Чтение будет хорошим.
  7. Может использоваться для операционных систем и баз данных в небольших масштабах.

RAID 5 (или) с распределенной четностью

RAID 5 чаще всего используется на уровне предприятия. RAID 5 работает по методу распределенной четности. Информация о четности будет использоваться для восстановления данных. Восстанавливается из информации, оставшейся на оставшихся исправных дисках. Это защитит наши данные от сбоя диска.

Предположим, у нас есть 4 диска. Если один диск выйдет из строя, и пока мы заменяем неисправный диск, мы можем восстановить замененный диск на основе информации о четности. Информация о четности хранится на всех 4 дисках, если у нас есть 4 номера жестких дисков емкостью 1 ТБ. Информация о четности будет храниться в 256 ГБ в каждом драйвере, а остальные 768 ГБ на каждом диске будут определены для пользователей. RAID 5 может выжить даже при сбое одного диска. Если выйдет из строя более одного диска, это приведет к потере данных.

  1. Превосходное представление
  2. Чтение будет чрезвычайно хорошим по скорости.
  3. Запись будет средней и медленной, если мы не будем использовать аппаратный RAID-контроллер.
  4. Восстановите информацию о четности со всех дисков.
  5. Полная отказоустойчивость.
  6. 1 дисковое пространство будет находиться под контролем четности.
  7. Может использоваться на файловых серверах, веб-серверах, для очень важных резервных копий.

Распределенный диск RAID 6 с двумя четностями

RAID 6 аналогичен RAID 5 с распределенной системой с двумя четностями. Чаще всего используется в большом количестве массивов. Нам нужно минимум 4 диска, даже если 2 диска выходят из строя, мы можем восстановить данные, заменив новые диски.

Очень медленнее, чем RAID 5, поскольку он записывает данные во все 4 драйвера одновременно. Будет средняя скорость при использовании аппаратного RAID-контроллера. Если у нас есть 6 жестких дисков емкостью 1 ТБ, 4 диска будут использоваться для данных, а 2 диска будут использоваться для четности.

  1. Низкая производительность.
  2. Читать Производительность будет хорошей.
  3. Производительность записи будет низкой, если мы не используем аппаратный RAID-контроллер.
  4. Восстановление из 2 дисков четности.
  5. Полная отказоустойчивость.
  6. 2 Диска будут находиться под контролем четности.
  7. Может использоваться в больших массивах.
  8. Может использоваться в целях резервного копирования, потокового видео, использоваться в больших масштабах.

RAID 10 (или) Mirror & Stripe

RAID 10 может называться 1+0 или 0+1. Это сделает обе работы Mirror & Striping. Зеркало будет первым, а страйп — вторым в RAID 10. Страйп будет первым, а зеркало — вторым в RAID 01. RAID 10 лучше по сравнению с 01.

Предположим, у нас есть 4 диска. Пока я записываю некоторые данные на свой логический том, они будут сохранены на всех четырех дисках с использованием методов зеркалирования и чередования.

Если я записываю данные «TECMINT» в RAID 10, они сохранятся следующим образом. Первый «T» будет записываться на оба диска, а второй «E» будет записываться на оба диска. Этот шаг будет использоваться для записи всех данных. Он также сделает копию всех данных на другой диск.

В то же время он будет использовать метод RAID 0 и записывать данные следующим образом: «T» будет записываться на первый диск, а «E» — на второй диск. И снова «C» будет записывать на первый диск, а «M» — на второй диск.

  1. Хорошая производительность чтения и записи.
  2. Здесь Половина Пространства будет потеряна в общей мощности.
  3. Отказоустойчивость.
  4. Быстрое восстановление после копирования данных.
  5. Может использоваться в хранилище базы данных для обеспечения высокой производительности и доступности.

Заключение

В этой статье мы увидели, что такое RAID и какие уровни чаще всего используются в RAID в реальной среде. Надеюсь, вы ознакомились с описанием RAID. Для настройки RAID необходимо знать базовые знания о RAID. Вышеупомянутое содержание даст базовое представление о RAID.

В следующих статьях я расскажу, как настроить и создать RAID с использованием различных уровней, увеличения группы RAID (массива), устранения неполадок с неисправными дисками и многого другого.