Zoeken op website

Inleiding tot RAID, concepten van RAID en RAID-niveaus - Deel 1

RAID is een Redundant Array of Inexpensive disks, maar tegenwoordig wordt het Redundant Array of Independent drives genoemd. Vroeger was het erg duur om zelfs een kleiner formaat schijf te kopen, maar tegenwoordig kunnen we een groot formaat schijf kopen met hetzelfde bedrag als voorheen. Raid is slechts een verzameling schijven in een pool die een logisch volume worden.

Raid bevat groepen of sets of arrays. Een combinatie van stuurprogramma's vormt een groep schijven om een RAID-array of RAID-set te vormen. Er kunnen minimaal 2 schijven zijn aangesloten op een raid-controller en een logisch volume vormen, of er kunnen meerdere schijven in een groep zitten. Er kan slechts één Raid-niveau worden toegepast op een groep schijven. Raid wordt gebruikt als we uitstekende prestaties nodig hebben. Afhankelijk van het door ons geselecteerde raid-niveau zullen de prestaties verschillen. Het opslaan van onze gegevens door fouttolerantie en hoge beschikbaarheid.

Deze serie heet Voorbereiding op het instellen van RAID’s tot en met delen 1-9 en behandelt de volgende onderwerpen.

Dit is deel 1 van een reeks van 9 tutorials, hier behandelen we de introductie van RAID, concepten van RAID en RAID-niveaus die nodig zijn voor het instellen van RAID in Linux.

Software-RAID en hardware-RAID

Software RAID presteert slecht vanwege het verbruik van bronnen van hosts. Raid-software moet worden geladen om gegevens uit software-raidvolumes te kunnen lezen. Voordat Raid-software wordt geladen, moet het besturingssysteem opstarten om de Raid-software te laden. Geen behoefte aan fysieke hardware bij software-invallen. Investering zonder kosten.

Hardware RAID levert hoge prestaties. Het zijn speciale RAID-controllers die fysiek zijn gebouwd met behulp van PCI Express-kaarten. Er wordt geen gebruik gemaakt van de hostbron. Ze hebben NVRAM voor cache om te lezen en te schrijven. Slaat de cache op tijdens het opnieuw opbouwen, zelfs als er een stroomstoring is. De cache wordt opgeslagen met behulp van back-ups van batterijvoeding. Voor grote schaal zijn zeer kostbare investeringen nodig.

Hardware RAID-kaart ziet er als volgt uit:

Uitgelichte concepten van RAID

  1. Pariteit-methode in raid genereert de verloren inhoud uit pariteit opgeslagen informatie. RAID 5, RAID 6 Gebaseerd op pariteit.
  2. Stripe deelt gegevens willekeurig met meerdere schijven. Dit heeft geen volledige gegevens op één schijf. Als we drie schijven gebruiken, bevindt de helft van onze gegevens zich op elke schijf.
  3. Spiegelen wordt gebruikt in RAID 1 en RAID 10. Bij spiegelen wordt een kopie gemaakt van dezelfde gegevens. In RAID 1 wordt dezelfde inhoud ook op de andere schijf opgeslagen.
  4. Hot spare is slechts een reserveschijf op onze server die de defecte schijven automatisch kan vervangen. Als een van de schijven in onze array defect raakt, wordt deze hot spare-schijf gebruikt en automatisch opnieuw opgebouwd.
  5. Brokken zijn slechts een gegevensgrootte die minimaal 4 KB en meer kan zijn. Door de chunkgrootte te definiëren, kunnen we de I/O-prestaties verhogen.

RAID's zijn er in verschillende niveaus. Hier zullen we alleen de RAID-niveaus zien die meestal in de echte omgeving worden gebruikt.

  1. RAID0=Striping
  2. RAID1=Spiegelen
  3. RAID5=Gedistribueerde pariteit op één schijf
  4. RAID6=Dubbele schijf gedistribueerde pariteit
  5. RAID10=Combineer spiegel en streep. (Geneste RAID)

RAID wordt beheerd met het mdadm-pakket in de meeste Linux-distributies. Laten we een korte blik werpen op elk RAID-niveau.

RAID 0 (of) Striping

Striping heeft uitstekende prestaties. In Raid 0 (Striping) worden de gegevens met behulp van een gedeelde methode naar schijf geschreven. De helft van de inhoud bevindt zich op de ene schijf en de andere helft wordt naar een andere schijf geschreven.

Laten we aannemen dat we twee schijfstations hebben. Als we bijvoorbeeld gegevens “TECMINT” naar een logisch volume schrijven, worden deze opgeslagen als 'T' op de eerste schijf. en 'E' wordt opgeslagen op de tweede schijf en 'C' wordt opgeslagen op de eerste schijf en opnieuw wordt 'M' opgeslagen op Tweede schijf en het gaat verder in het round-robin-proces.

Als in deze situatie een van de schijven uitvalt, verliezen we onze gegevens, omdat de helft van de gegevens van een van de schijven niet kan worden gebruikt om de raid opnieuw op te bouwen. Maar in vergelijking met de schrijfsnelheid en prestaties is RAID 0 uitstekend. We hebben minimaal 2 schijven nodig om een RAID 0 (Striping) te creëren. Als u uw waardevolle gegevens nodig heeft, gebruik dit RAID-LEVEL dan niet.

  1. Hoge performantie.
  2. Er is nul capaciteitsverlies in RAID 0
  3. Nul fouttolerantie.
  4. Schrijven en lezen zullen goede prestaties zijn.

RAID 1 (of) Mirroring

Mirroring heeft goede prestaties. Mirroring kan een kopie maken van dezelfde gegevens als die we hebben. Ervan uitgaande dat we twee harde schijven van 2 TB hebben, hebben we in totaal 4 TB, maar bij spiegeling terwijl de schijven zich achter de RAID-controller bevinden om een logische schijf te vormen. Alleen kunnen we de 2 TB logische schijf zien.

Hoewel we alle gegevens opslaan, wordt deze naar beide schijven van 2 TB geschreven. Er zijn minimaal twee schijven nodig om een RAID 1 of Mirror te creëren. Als er een schijffout is opgetreden, kunnen we de raid-set reproduceren door een nieuwe schijf te vervangen. Als een van de schijven defect raakt in RAID 1, kunnen we de gegevens van een andere schijf ophalen omdat er een kopie van dezelfde inhoud op de andere schijf stond. Er is dus nul dataverlies.

  1. Goed optreden.
  2. Hier gaat de helft van de ruimte verloren in de totale capaciteit.
  3. Volledige fouttolerantie.
  4. Herbouwen zal sneller gaan.
  5. De schrijfprestaties zullen traag zijn.
  6. Lezen zal goed zijn.
  7. Kan worden gebruikt voor besturingssystemen en databases voor kleinschalige toepassingen.

RAID 5 (of) gedistribueerde pariteit

RAID 5 wordt meestal gebruikt op ondernemingsniveau. RAID 5 werkt volgens de gedistribueerde pariteitsmethode. Pariteitsinformatie wordt gebruikt om de gegevens opnieuw op te bouwen. Het wordt opnieuw opgebouwd op basis van de informatie die is achtergelaten op de resterende goede schijven. Dit beschermt onze gegevens tegen schijfstoringen.

Stel dat we vier schijven hebben. Als één schijf defect raakt, kunnen we, terwijl we de defecte schijf vervangen, de vervangen schijf opnieuw opbouwen op basis van pariteitsinformatie. Pariteitsinformatie wordt opgeslagen op alle vier de schijven, als we vier nummers van een harde schijf van 1 TB hebben. De pariteitsinformatie wordt in elke driver in 256 GB opgeslagen en de overige 768 GB in elke schijf wordt voor gebruikers gedefinieerd. RAID 5 kan overleven na een enkele schijfstoring. Als er meer dan 1 schijfstoring optreedt, zal dit verlies van gegevens veroorzaken.

  1. Uitstekende prestatie
  2. Het lezen zal qua snelheid buitengewoon goed zijn.
  3. Het schrijven zal gemiddeld zijn, langzaam als we geen hardware RAID-controller gebruiken.
  4. Opnieuw opbouwen op basis van pariteitsinformatie van alle schijven.
  5. Volledige fouttolerantie.
  6. 1 Schijfruimte valt onder pariteit.
  7. Kan worden gebruikt in bestandsservers, webservers en zeer belangrijke back-ups.

RAID 6 gedistribueerde schijf met twee pariteiten

RAID 6 is hetzelfde als RAID 5 met twee pariteitsgedistribueerde systemen. Meestal gebruikt in een groot aantal arrays. We hebben minimaal 4 schijven nodig, zelfs als er 2 schijven uitvallen, kunnen we de gegevens opnieuw opbouwen terwijl we nieuwe schijven vervangen.

Zeer langzamer dan RAID 5, omdat het tegelijkertijd gegevens naar alle 4 de stuurprogramma's schrijft. Zal een gemiddelde snelheid hebben als we een Hardware RAID-controller gebruiken. Als we 6 harde schijven van 1 TB hebben, worden er 4 schijven gebruikt voor gegevens en 2 schijven voor pariteit.

  1. Slechte prestatie.
  2. Leesprestaties zullen goed zijn.
  3. De schrijfprestaties zullen slecht zijn als we geen hardware RAID-controller gebruiken.
  4. Herbouwd vanaf 2 pariteitsschijven.
  5. Volledige fouttolerantie.
  6. 2 Schijvenruimte valt onder Pariteit.
  7. Kan worden gebruikt in grote arrays.
  8. Kan worden gebruikt voor back-updoeleinden, videostreaming en op grote schaal worden gebruikt.

RAID 10 (of) Mirror & Stripe

RAID 10 kan worden aangeroepen als 1+0 of 0+1. Dit zal beide werken van Mirror & Striping doen. Mirror zal de eerste zijn en stripe zal de tweede zijn in RAID 10. Stripe zal de eerste zijn en mirror zal de tweede zijn in RAID 01. RAID 10 is beter vergeleken met 01.

Stel dat we 4 aantal schijven hebben. Terwijl ik wat gegevens naar mijn logische volume schrijf, worden deze onder alle vier de schijven opgeslagen met behulp van mirror- en stripe-methoden.

Als ik gegevens “TECMINT” in RAID 10 schrijf, worden de gegevens als volgt opgeslagen. Eerst zal “T” naar beide schijven schrijven en ten tweede zal “E” naar beide schijven schrijven. Deze stap zal worden gebruikt voor al het schrijven van gegevens. Er wordt ook een kopie van alle gegevens naar een andere schijf gemaakt.

Tegelijkertijd zal het de RAID 0-methode gebruiken en gegevens als volgt schrijven: “T” zal naar de eerste schijf schrijven en “E” zal naar de tweede schijf schrijven. Opnieuw zal “C” naar de eerste schijf schrijven en “M” naar de tweede schijf.

  1. Goede lees- en schrijfprestaties.
  2. Hier gaat de helft van de ruimte verloren in de totale capaciteit.
  3. Fouttolerantie.
  4. Snel opnieuw opbouwen na het kopiëren van gegevens.
  5. Kan worden gebruikt in databaseopslag voor hoge prestaties en beschikbaarheid.

Conclusie

In dit artikel hebben we gezien wat RAID is en welke niveaus het meest worden gebruikt in RAID in een echte omgeving. Ik hoop dat je het artikel over RAID hebt geleerd. Voor RAID-configuratie moet men de basiskennis over RAID kennen. De bovenstaande inhoud zal het basisbegrip over RAID vervullen.

In de volgende artikelen ga ik bespreken hoe je een RAID instelt en maakt met behulp van verschillende niveaus, een RAID-groep (array) laten groeien en problemen oplossen met defecte schijven en nog veel meer.