2023學(xué)年完整公開課版6磁盤陣列

磁盤陣列1華云數(shù)據(jù)集團(tuán)承建廣州超算中心云計(jì)算平臺(tái)項(xiàng)目，利用天河二號(hào)服務(wù)器來搭建512個(gè)節(jié)點(diǎn)規(guī)模的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，保證云平臺(tái)的高可靠性和高穩(wěn)定性，并按超算中心要求對(duì)外提供運(yùn)營(yíng)服務(wù)，支撐超算中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。在整個(gè)超算中心云平臺(tái)設(shè)計(jì)架構(gòu)中，為了磁盤的高可用性和穩(wěn)定性，我們需要將磁盤做成RAID磁盤陣列。本節(jié)主要來學(xué)習(xí)幾種主流的RAID磁盤陣列模式。任務(wù)描述目錄RAID定義RAID分類2RAID定義3RAID（RedundantArrayofIndenpensiveDisk），獨(dú)立磁盤冗余陣列也可以叫做磁盤陣列。磁盤陣列是指把多個(gè)磁盤組成一個(gè)陣列，當(dāng)作單一磁盤使用，它將數(shù)據(jù)以分段或條帶（Striping）的方式儲(chǔ)存在不同的磁盤中，存取數(shù)據(jù)時(shí)，陣列中的相關(guān)磁盤一起動(dòng)作，大幅減低數(shù)據(jù)的存取時(shí)間，同時(shí)有更佳的空間利用率。磁盤陣列利用不同的技術(shù)，稱為RAIDLevel，不同的Level針對(duì)不同的系統(tǒng)及應(yīng)用，以解決數(shù)據(jù)安全的問題。簡(jiǎn)單來說，RAID把多個(gè)硬盤組合成為一個(gè)邏輯扇區(qū)，因此，操作系統(tǒng)只會(huì)把它當(dāng)作一個(gè)硬盤。RAID定義4RAID層是在分區(qū)之上的，可以通過對(duì)幾個(gè)分區(qū)（通常是幾塊盤上的）創(chuàng)建RAID磁盤陣列，來提高數(shù)據(jù)的I/O速率。對(duì)于創(chuàng)建的RAID，又可以看作是一整塊硬盤設(shè)備，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行分區(qū)，格式化，掛載使用RAID與文件系統(tǒng)。RAID分類5RAID0，RAID0數(shù)據(jù)分條（條帶）盤，只需要2塊以上的硬盤，成本低，可以提高整個(gè)磁盤的性能和吞吐量，但沒有容錯(cuò)功能，任何一個(gè)磁盤的損壞都將損壞全部數(shù)據(jù)。RAID分類6RAID1，磁盤鏡像盤，數(shù)據(jù)在寫入一塊磁盤的同時(shí)，會(huì)在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像文件，至少需要兩塊硬盤，RAID大小等于兩個(gè)RAID分區(qū)中最小的容量（最好將分區(qū)大小分為一樣），可增加熱備盤提供一定的備份能力。數(shù)據(jù)有冗余，在存儲(chǔ)時(shí)同時(shí)寫入兩塊硬盤，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份，但相對(duì)降低了寫入性能，但讀取數(shù)據(jù)時(shí)可以并發(fā)，幾乎類似于RAID0的讀取效率。RAID分類7RAID5分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)，需要3塊或以上硬盤，可以提供熱備盤實(shí)現(xiàn)故障的恢復(fù)。采用奇偶效驗(yàn)，可靠性強(qiáng)，且只有兩塊硬盤同時(shí)損壞時(shí)數(shù)據(jù)才會(huì)完全損壞，只損壞一塊硬盤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)存儲(chǔ)的奇偶校驗(yàn)位重建數(shù)據(jù)，臨時(shí)提供服務(wù)。此時(shí)如果有熱備盤，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)在熱備盤上重建故障磁盤上的數(shù)據(jù)。RAID分類8RAID1+0（RAID10）是先鏡射再分區(qū)數(shù)據(jù)，再將所有硬盤分為兩組，視為是RAID0的最低組合，然后將這兩組各自視為RAID1運(yùn)作。RAID分類9RAIDLevel性能提升冗余能力利用空間率磁盤數(shù)量（塊）RAID0讀、寫提升無(wú)100%至少2RAID1讀性能提升，寫性能下降有50%至少2RAID5讀、寫提升有（n-1）/n%至少3RAID1+0讀、寫提升有50%至少4