Bevezetés a RAID-be, a RAID fogalmai és a RAID-szintek – 1. rész

A RAID olcsó lemezek redundáns tömbje, de manapság Redundáns független meghajtók tömbjének hívják. Korábban még egy kisebb méretű lemez beszerzése is nagyon költséges volt, de manapság már a korábbiakkal megegyező mennyiségben vásárolhatunk nagy méretű lemezt is. A Raid csak lemezek gyűjteménye egy készletben, amely logikai kötetté válik.

A Raid csoportokat vagy halmazokat vagy tömböket tartalmaz. Az illesztőprogramok kombinációja lemezekből álló csoportot alkot RAID-tömböt vagy RAID-készletet alkotva. Ez lehet legalább 2 számú lemez egy raidvezérlőhöz csatlakoztatva, és logikai kötetet alkothat, vagy több meghajtó is lehet egy csoportban. Egy lemezcsoportban csak egy Raid szint alkalmazható. Raidet akkor használjuk, ha kiváló teljesítményre van szükségünk. A kiválasztott raid szinttől függően a teljesítmény eltérő lesz. Adataink mentése hibatűrés és magas rendelkezésre állás alapján.

Ennek a sorozatnak a Felkészülés a RAID beállítására az 1–9. részig címe lesz, és a következő témákat fedi le.

Ez egy 9 oktatóanyagból álló sorozat 1. része, itt bemutatjuk a RAID bevezetését, a RAID fogalmait és a RAID-szinteket, amelyek szükségesek a RAID beállításához Linuxban.

Szoftveres RAID és hardveres RAID

A szoftver RAID teljesítménye alacsony, mivel a gazdagépektől származó erőforrásokat fogyaszt. A raidszoftvert be kell tölteni a szoftver raidkötetek adatainak olvasásához. A raid szoftver betöltése előtt az operációs rendszernek boot-ot kell kapnia a raid szoftver betöltéséhez. Nincs szükség fizikai hardverre a szoftveres raideknél. Nulla költségű beruházás.

A hardveres RAID nagy teljesítményű. Dedikált RAID-vezérlők, amelyeket fizikailag PCI expressz kártyák segítségével építenek fel. Nem fogja használni a gazdagép erőforrást. NVRAM-mal rendelkeznek a gyorsítótár olvasásához és írásához. Tárolja a gyorsítótárat az újraépítés során, még akkor is, ha áramkimaradás történik, a gyorsítótárat akkumulátoros biztonsági mentések használatával tárolja. Nagyon költséges beruházások szükségesek egy nagy volumenhez.

A hardveres RAID kártya az alábbiak szerint fog kinézni:

A RAID kiemelt fogalmai

1. A Paritás metódus a raidben újragenerálja az elveszett tartalmat a paritáson mentett információkból. RAID 5, RAID 6 Paritáson alapuló.
2. A Stripe véletlenszerűen oszt meg adatokat több lemezen. Ennek nem lesz teljes adata egyetlen lemezen. Ha 3 lemezt használunk, az adatok fele mindegyik lemezen lesz.
3. A tükrözést a RAID 1 és RAID 10 használja. A tükrözés ugyanazon adatok másolatának készítése. A RAID 1-ben ugyanazt a tartalmat menti a másik lemezre is.
4. A Hot spare csak egy tartalék meghajtó a szerverünkön, amely automatikusan helyettesíti a meghibásodott meghajtókat. Ha valamelyik meghajtó meghibásodott a tömbünkben, akkor ez a hot tartalék meghajtó kerül felhasználásra és automatikusan újraépül.
5. A darabok csak egy adatméret, amely legalább 4 KB lehet. A darab méretének meghatározásával növelhetjük az I/O teljesítményt.

A RAID-k különböző szintűek. Itt csak a RAID szinteket fogjuk látni, amelyeket többnyire valós környezetben használnak.

1. RAID0=Csíkozás
2. RAID1=Tükrözés
3. RAID5=Egylemezes elosztott paritás
4. RAID6=Double Disk Distributed Parity
5. RAID10=Tükör és csík kombinációja. (Beágyazott RAID)

A legtöbb Linux disztribúcióban a RAID-eket az mdadm csomag segítségével kezelik. Vessünk egy rövid pillantást az egyes RAID-szintekre.

RAID 0 (vagy) csíkozás

A csíkozás kiváló teljesítményt nyújt. A Raid 0 (Striping) esetén az adatok megosztott módszerrel kerülnek a lemezre. A tartalom fele az egyik lemezen lesz, a másik fele pedig egy másik lemezre lesz írva.

Tegyük fel, hogy 2 lemezmeghajtóval rendelkezünk, például ha „TECMINT” adatokat írunk a logikai kötetre, akkor a rendszer a „T” néven az első lemezre kerül mentésre. és az 'E' a második lemezre, a 'C' pedig az első lemezre, az 'M' pedig ismét a következőre kerül mentésre. Második lemez, és kör-robin folyamatban folytatódik.

Ebben a helyzetben, ha valamelyik meghajtó meghibásodik, elveszítjük adatainkat, mert az egyik lemezen lévő adatok felével nem tudjuk újraépíteni a raidet. De míg az írási sebességhez és teljesítményhez képest a RAID 0 kiváló. Legalább 2 lemezre van szükségünk a RAID 0 (Striping) létrehozásához. Ha szüksége van értékes adataira, ne használja ezt a RAID SZINTET.

1. Nagy teljesítményű.
2. Nulla kapacitásvesztés a RAID 0-ban
3. Nulla hibatűrés.
4. Az írás és az olvasás jó teljesítmény lesz.

RAID 1 (vagy) Tükrözés

A tükrözés jó teljesítményt nyújt. A tükrözés másolatot készíthet ugyanazokról az adatokról, amelyekkel rendelkezünk. Feltételezve, hogy két darab 2 TB-os merevlemezünk van, összesen 4 TB, de tükrözéskor, miközben a meghajtók a RAID Controller mögött vannak, hogy logikai meghajtót képezzenek, csak a 2 TB-os logikai meghajtót láthatjuk.

Amíg mentünk minden adatot, mindkét 2 TB-os meghajtóra ír. A RAID 1 vagy Mirror létrehozásához legalább két meghajtóra van szükség. Ha lemezhiba történt, egy új lemez cseréjével reprodukálhatjuk a raid-készletet. Ha az egyik lemez meghibásodik a RAID 1-ben, akkor a másikról is lekérhetjük az adatokat, mivel a másik lemezen ugyanabból a tartalomból volt másolat. Tehát nulla adatvesztés.

1. Jó teljesítmény.
2. Itt a Tér fele elveszik teljes kapacitásában.
3. Teljes hibatűrés.
4. Az újjáépítés gyorsabb lesz.
5. Írás A teljesítmény lassú lesz.
6. Olvasni jó lesz.
7. Használható operációs rendszerekhez és kisméretű adatbázisokhoz.

RAID 5 (vagy) elosztott paritás

A RAID 5-öt leginkább vállalati szinten használják. A RAID 5 elosztott paritásos módszerrel működik. A paritásinformációkat az adatok újraépítéséhez használjuk fel. Újjáépít a megmaradt jó meghajtókon maradt információkból. Ez megvédi adatainkat a meghajtó meghibásodásától.

Tegyük fel, hogy 4 meghajtónk van, ha az egyik meghajtó meghibásodik, és miközben kicseréljük a meghibásodott meghajtót, a lecserélt meghajtót a paritásinformációkból újra tudjuk építeni. A paritásinformációkat mind a 4 meghajtó tárolja, ha 4 db 1 TB-os merevlemezünk van. A paritásinformációkat 256 GB-ban tárolják minden meghajtóban, a többi 768 GB-ot pedig minden meghajtóban a felhasználók számára határozzák meg. A RAID 5 túlélhető egyetlen meghajtó meghibásodása esetén is, ha a meghajtók 1-nél többször meghibásodnak, az adatvesztést okoz.

1. Kitűnő előadás
2. Az olvasás sebessége rendkívül jó lesz.
3. Az írás átlagos lesz, lassú, ha nem használunk hardveres RAID-vezérlőt.
4. Újraépítés az összes meghajtó paritásinformációiból.
5. Teljes hibatűrés.
6. 1 lemezterület Paritás alatt lesz.
7. Használható fájlszerverekben, webszerverekben, nagyon fontos biztonsági mentéseknél.

RAID 6 két paritásos elosztott lemez

A RAID 6 megegyezik a RAID 5-tel, két paritáson elosztott rendszerrel. Többnyire nagyszámú tömbben használják. Minimum 4 meghajtóra van szükségünk, még ha 2 meghajtó is meghibásodik, új meghajtók cseréje közben újraépíthetjük az adatokat.

Nagyon lassabb, mint a RAID 5, mert egyszerre ír adatokat mind a 4 meghajtóra. Átlagos sebességű lesz, ha Hardveres RAID-vezérlőt használunk. Ha van 6 darab 1 TB-os merevlemezünk, akkor 4 meghajtót használunk az adatokhoz és 2 meghajtót a paritáshoz.

1. Gyenge teljesítmény.
2. Olvassa el a teljesítmény jó lesz.
3. Az írási teljesítmény gyenge lesz, ha nem használunk hardveres RAID-vezérlőt.
4. Újraépítés 2 paritásmeghajtóból.
5. Teljes hibatűrés.
6. 2 lemezterület a Paritás alatt lesz.
7. Nagy tömbökben használható.
8. Használható biztonsági mentési célra, videó streaminghez, nagy léptékben használható.

RAID 10 (vagy) Mirror & Stripe

A RAID 10 1+0 vagy 0+1 néven hívható. Ez a Mirror & Striping mindkét munkáját elvégzi. A Mirror lesz az első, a stripe pedig a második a RAID 10-ben. A Stripe lesz az első, a mirror pedig a második a RAID 01-ben. A RAID 10 jobb a 01-hez képest.

Tegyük fel, hogy 4 számú meghajtónk van. Amíg néhány adatot írok a logikai kötetemre, a rendszer a Mind a 4 meghajtó alá menti tükör és csíkos módszerekkel.

Ha „TECMINT” adatot írok be a RAID 10-be, akkor a következőképpen menti el az adatokat. Az első „T” mindkét lemezre, a második „E” pedig mindkét lemezre ír. Ezt a lépést a rendszer minden adatíráshoz használja. Minden adatról másolatot készít egy másik lemezre is.

Ugyanakkor a RAID 0 módszert fogja használni, és a következőképpen írja ki az adatokat. A „T” az első lemezre, az „E” pedig a második lemezre ír. Ismét a „C” az első lemezre, az „M” pedig a második lemezre ír.

1. Jó olvasási és írási teljesítmény.
2. Itt a Tér fele elveszik teljes kapacitásában.
3. Hibatűrés.
4. Gyors újraépítés az adatok másolásával.
5. Használható adatbázis tárolóban a nagy teljesítmény és rendelkezésre állás érdekében.

Következtetés

Ebben a cikkben megnéztük, mi az a RAID, és mely szinteket használják leginkább valós környezetben a RAID-ben. Remélem, megtanultad a RAID-ről szóló leírást. A RAID beállításához ismerni kell a RAID alapismereteit. A fenti tartalom kielégíti a RAID alapvető ismereteit.

A következő cikkekben a RAID beállításáról és létrehozásáról fogok beszélni különféle szintek használatával, RAID-csoport (tömb) létrehozásával, meghibásodott meghajtókkal kapcsolatos hibaelhárítással és még sok mással.