七、服务器硬件及RAID配置实战

一、RAID磁盘阵列介绍

• 磁盘阵列的全名（Redundant Arrays of Inexpensive Disk，RAID），中文简称是独立冗余磁盘阵列。冗余（如果磁盘出现故障，可以保证数据不丢）

• RAID可以通过技术（软件或者硬件）将多个独立的物理硬盘整合成为一个较大的硬盘组（逻辑硬盘），用户可以对它进行分区，格式化

• 这个逻辑硬盘功能除了存储之外，它还具有数据保护的功能，提供数据备份技术，

• RAID技术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求

• 整个RAID由于选择的级别（level）不同，而使得整合后的硬盘读写性能上有些不同

• 常用的level有以下几种常用的RAID级别有以下几种:RAID0，RAID1，RAID5，RAID6 ,RAID1+0等

  RAID 0 读写性能

  RAID 1 读取性能、冗余性

  RAID 5 读写性能 、冗余性（1快硬盘）

  RAID 6 读写性能、冗余性（2快硬盘）

二、磁盘阵列介绍

RAID 0

RIAD 0使用最少2快硬盘，在读写时，将数据分开读写到多块硬盘的方式来提高读写性能。

空间利用率：所有硬盘空间之和

性能：所有硬盘速度之和

冗余 ：没有冗余能力，如果一块磁盘损毁，数据就全没了，因为数据是在所有硬盘上的，并且没有备份

• RAID 0连续以位或字节为单位进行分割数据，将数据分段存储在各个硬盘中，n块硬盘并行读/写数据，因此具有很高的数据传输率，可以达到单个硬盘的N倍，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，因此并不能算真正的RAID结构；
• RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

RAID 1

RAID 1使用最少2快硬盘，在写数据时，将数据复制写到多块硬盘。在读数据时，以提供冗余性。同时从多块硬盘读取数据，以提高读写性能。

空间利用率：所有硬盘中最小的那块

性能：读性能为所有硬盘速度之和，写性能会有所减弱

冗余能力：只要有一块硬盘正常，数据就正常

• 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；
• RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的,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（偶数）块硬盘组成镜像，容量为N/2

RAID5

RAID5最少使用3快硬盘

RAID最少使用3快硬盘，RAID5与RAID0类似，读写数据的时候会将数据分布式的读写在所有硬盘上，但是在写数据的时候会对数据进行奇偶校验运算，将校验信息同时保存在硬盘上，校验信息可以进行数据恢复使用。

空间利用率：1-1/n

性能：读性能接近RAID0，写性能较RAID0弱一点

冗余能力：可接受1快硬盘的损坏

• 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
• 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（有一块是用来校验的）；
• 可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据。

RAID6

RAID6最少使用4快硬盘，RAID6与RAID5类似，读写数据会将数据分布式的读写在所有硬盘上，并保存奇偶校验信息，但是会比RAID5有所提升。

空间利用率：1-2/n

性能：读写性能接近RAID5，读性能要比RAID5弱一点

冗余能力：可接受2快硬盘损坏

• N (N>=4) 块盘组成阵列，(N-2) /N容量利用率；
• 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也不会影响数据的使用；
• 需要更大的磁盘空间，相对于RAID 5有更大的“写损失"因此写性能较差。

RAID 1+0

RAID10其实就是RAID1与RAID0的一个合体。

RAID10兼备了RAID1和RAID0的有优点。首先基于RAID1模式将磁盘分为2份，当要写入数据的时候，将所有的数据在两份磁盘上同时写入，相当于写了双份数据，起到了数据保障的作用。且在每一份磁盘上又会基于RAID0技术讲数据分为N份并发的读写，这样也保障了数据的效率。

但也可以看出RAID10模式是有一半的磁盘空间用于存储冗余数据的，浪费的很严重，因此用的也不是很多。

三、磁盘阵列

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（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）

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，大缓存可以提高命中率
• 不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几