Introducció a RAID, conceptes de RAID i nivells de RAID - Part 1


RAID és una matriu redundant de discs econòmics, però actualment s'anomena matriu redundant de discs independents. Abans solia costar molt comprar fins i tot una mida de disc més petita, però avui dia podem comprar un disc de gran mida amb la mateixa quantitat que abans. Raid és només una col·lecció de discos en un grup per convertir-se en un volum lògic.

Raid conté grups o conjunts o matrius. Una combinació de controladors forma un grup de discs per formar una matriu RAID o conjunt RAID. Pot ser un mínim de 2 nombres de disc connectats a un controlador raid i fer un volum lògic o més unitats poden estar en un grup. Només es pot aplicar un nivell de Raid en un grup de discos. Els raid s'utilitzen quan necessitem un rendiment excel·lent. Segons el nostre nivell de raid seleccionat, el rendiment serà diferent. Desem les nostres dades per tolerància a errors i alta disponibilitat.

Aquesta sèrie es titularà Preparació per a la configuració de RAID fins a les parts 1-9 i tracta els temes següents.

Aquesta és la part 1 d'una sèrie de 9 tutorials, aquí tractarem la introducció del RAID, els conceptes de RAID i els nivells de RAID que es requereixen per configurar el RAID a Linux.

RAID de programari i RAID de maquinari

Els RAID de programari tenen un rendiment baix, a causa del consum de recursos dels amfitrions. El programari de raid s'ha de carregar per llegir dades dels volums de raid de programari. Abans de carregar el programari de raid, el sistema operatiu ha d'arrencar per carregar el programari de raid. Sense necessitat de maquinari físic en les incursions de programari. Inversió de cost zero.

Els RAID de maquinari tenen un alt rendiment. Són un controlador RAID dedicat que es construeix físicament amb targetes PCI Express. No utilitzarà el recurs amfitrió. Tenen NVRAM per a la memòria cau per llegir i escriure. Emmagatzema la memòria cau mentre es reconstrueix encara que hi hagi una fallada d'alimentació, emmagatzemarà la memòria cau mitjançant còpies de seguretat de la bateria. Es necessiten inversions molt costoses a gran escala.

La targeta RAID de maquinari es veurà com a continuació:

    El mètode
  1. Parity al raid regenera el contingut perdut a partir de la informació desada amb paritat. RAID 5, RAID 6 basat en paritat.
  2. Stripe està compartint dades aleatòriament a diversos discs. Això no tindrà dades completes en un sol disc. Si fem servir 3 discs, la meitat de les nostres dades estaran en cada disc.
  3. La duplicació s'utilitza a RAID 1 i RAID 10. La duplicació és fer una còpia de les mateixes dades. A RAID 1 també desarà el mateix contingut a l'altre disc.
  4. Recanvi en funcionament és només una unitat de recanvi al nostre servidor que pot substituir automàticament les unitats fallides. Si alguna de les unitats falla a la nostra matriu, aquesta unitat de recanvi s'utilitzarà i es reconstruirà automàticament.
  5. Els fragments són només una mida de dades que pot tenir un mínim de 4 KB i més. Si definim la mida del tros, podem augmentar el rendiment d'E/S.

Els RAID es troben en diversos nivells. Aquí veurem només els nivells RAID que s'utilitzen principalment en l'entorn real.

  1. RAID0 = Striping
  2. RAID1 = Mirall
  3. RAID5 = Paritat distribuïda de disc únic
  4. RAID6 = Paritat distribuïda de doble disc
  5. RAID10 = Combinació de mirall i ratlla. (RAID imbricat)

Els RAID es gestionen mitjançant el paquet mdadm a la majoria de les distribucions de Linux. Fem una ullada breu a cada nivell de RAID.

Striping tenen un rendiment excel·lent. A Raid 0 (Striping) les dades s'escriuran al disc mitjançant el mètode compartit. La meitat del contingut estarà en un disc i una altra meitat s'escriurà en un altre disc.

Suposem que tenim 2 unitats de disc, per exemple, si escrivim dades TECMINT al volum lògic, es desarà com a T es desarà al primer disc. i 'E' es desarà al segon disc i 'C' es desarà al primer disc i de nou es desarà 'M' a Segon disc i continua en procés de round-robin.

En aquesta situació, si alguna de les unitats falla, perdrem les nostres dades, perquè amb la meitat de les dades d'un dels discs no es pot utilitzar per reconstruir el raid. Però si es compara amb la velocitat d'escriptura i el rendiment, el RAID 0 és excel·lent. Necessitem almenys 2 discs per crear un RAID 0 (Striping). Si necessiteu les vostres dades valuoses, no feu servir aquest NIVELL RAID.

  1. Alt rendiment.
  2. Hi ha pèrdua de capacitat zero a RAID 0
  3. Tolerància a errors zero.
  4. Escriure i llegir serà un bon rendiment.

Els miralls tenen un bon rendiment. La duplicació pot fer una còpia de les mateixes dades que tenim. Suposant que tenim dos nombres de discs durs de 2 TB, en total tenim 4 TB, però en la rèplica mentre les unitats estan darrere del controlador RAID per formar una unitat lògica Només podem veure els 2 TB de la unitat lògica.

Mentre desem les dades, escriurà a les dues unitats de 2 TB. Es necessiten dues unitats com a mínim per crear un RAID 1 o un mirall. Si es va produir una fallada del disc, podem reproduir el conjunt de raid substituint un disc nou. Si algun dels discs falla en RAID 1, podem obtenir les dades d'un altre, ja que hi havia una còpia del mateix contingut a l'altre disc. Per tant, no hi ha pèrdua de dades.

  1. Bon rendiment.
  2. Aquí la meitat de l'espai es perdrà en capacitat total.
  3. Tolerància total a errors.
  4. La reconstrucció serà més ràpida.
  5. El rendiment d'escriptura serà lent.
  6. La lectura serà bona.
  7. Es pot utilitzar per a sistemes operatius i bases de dades a petita escala.

RAID 5 s'utilitza principalment a nivells empresarials. RAID 5 funciona pel mètode de paritat distribuïda. La informació de paritat s'utilitzarà per reconstruir les dades. Es reconstrueix a partir de la informació que queda a les unitats bones restants. Això protegirà les nostres dades de fallades de la unitat.

Suposem que tenim 4 unitats, si una unitat falla i mentre substituïm la unitat fallada podem reconstruir la unitat substituïda a partir d'informació de paritat. La informació de paritat s'emmagatzema a les 4 unitats, si tenim 4 números de disc dur d'1 TB. La informació de paritat s'emmagatzemarà en 256 GB en cada controlador i altres 768 GB en cada unitat es definiran per als usuaris. RAID 5 es pot sobreviure d'una sola fallada de la unitat, si les unitats fallen més d'1 provocarà la pèrdua de dades.

  1. Rendiment excel·lent
  2. La lectura serà molt bona en velocitat.
  3. L'escriptura serà mitjana, lenta si no fem servir un controlador RAID de maquinari.
  4. Reconstrueix a partir de la informació de paritat de totes les unitats.
  5. Tolerància total a errors.
  6. 1 L'espai en disc estarà sota Paritat.
  7. Es pot utilitzar en servidors de fitxers, servidors web, còpies de seguretat molt importants.

RAID 6 és el mateix que RAID 5 amb un sistema distribuït de dues paritats. S'utilitza principalment en un gran nombre de matrius. Necessitem un mínim de 4 unitats, encara que 2 unitats fallin, podem reconstruir les dades mentre substituïm unitats noves.

Molt més lent que RAID 5, perquè escriu dades als 4 controladors alhora. Serà mitjana en velocitat mentre utilitzem un controlador RAID de maquinari. Si tenim 6 números de discs durs d'1 TB, s'utilitzaran 4 unitats per a dades i 2 unitats per a la paritat.

  1. Baix rendiment.
  2. Llegir el rendiment serà bo.
  3. El rendiment d'escriptura serà baix si no fem servir un controlador RAID de maquinari.
  4. Reconstrueix a partir de 2 unitats de paritat.
  5. Tolerància total a errors.
  6. L'espai de 2 discs estarà sota Paritat.
  7. Es pot utilitzar en matrius grans.
  8. Es pot utilitzar amb finalitats de còpia de seguretat, transmissió de vídeo, a gran escala.

RAID 10 es pot cridar com 1+0 o 0+1. Això farà les dues obres de Mirror i Striping. Mirror serà el primer i stripe serà el segon en RAID 10. Stripe serà el primer i mirror serà el segon en RAID 01. RAID 10 és millor en comparació amb 01.

Suposem que tenim 4 Nombre de unitats. Mentre escric algunes dades al meu volum lògic, es desaran a les 4 unitats mitjançant mètodes mirall i stripe.

Si estic escrivint una dada TECMINT a RAID 10, desarà les dades de la manera següent. Primer T escriurà als dos discs i el segon E escriurà als dos discs, aquest pas s'utilitzarà per a totes les escriptures de dades. També farà una còpia de totes les dades a un altre disc.

Al mateix temps, utilitzarà el mètode RAID 0 i escriurà les dades de la manera següent: T escriurà al primer disc i E escriurà al segon disc. De nou, C escriurà al primer disc i M al segon disc.

  1. Bon rendiment en lectura i escriptura.
  2. Aquí la meitat de l'espai es perdrà en capacitat total.
  3. Tolerància a errors.
  4. Reconstrucció ràpida a partir de la còpia de dades.
  5. Es pot utilitzar a l'emmagatzematge de bases de dades per obtenir un alt rendiment i disponibilitat.

Conclusió

En aquest article hem vist què és el RAID i quins nivells s'utilitzen principalment en RAID en un entorn real. Espero que hàgiu après l'escriptura sobre RAID. Per a la configuració de RAID, cal conèixer els coneixements bàsics sobre RAID. El contingut anterior complirà la comprensió bàsica sobre RAID.

En els propers articles, explicaré com configurar i crear un RAID mitjançant diversos nivells, créixer un grup RAID (matriu) i resoldre problemes amb unitats fallides i molt més.