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Introduzione al RAID, concetti di RAID e livelli RAID - Parte 1


RAID è un array ridondante di dischi economici, ma oggigiorno viene chiamato array ridondante di unità indipendenti. In passato era molto costoso acquistare anche un disco di dimensioni più piccole, ma oggi possiamo acquistare un disco di grandi dimensioni con la stessa quantità di prima. Raid è semplicemente una raccolta di dischi in un pool per diventare un volume logico.

Raid contiene gruppi, set o array. Una combinazione di driver crea un gruppo di dischi per formare un array RAID o un set RAID. Possono esserci almeno 2 dischi collegati a un controller raid e creare un volume logico oppure più unità possono trovarsi in un gruppo. È possibile applicare un solo livello Raid in un gruppo di dischi. I Raid vengono utilizzati quando abbiamo bisogno di ottime prestazioni. A seconda del livello di raid selezionato, le prestazioni varieranno. Salvataggio dei nostri dati tramite tolleranza agli errori e alta disponibilità.

Questa serie sarà intitolata Preparazione per la configurazione dei RAID attraverso le Parti 1-9 e tratterà i seguenti argomenti.

Questa è la parte 1 di una serie di 9 tutorial, qui tratteremo l'introduzione del RAID, i concetti di RAID e i livelli RAID richiesti per la configurazione del RAID in Linux.

RAID software e RAID hardware

Il RAID software ha prestazioni basse, a causa del consumo di risorse dagli host. Il software raid deve essere caricato per leggere i dati dai volumi raid del software. Prima di caricare il software raid, è necessario avviare il sistema operativo per caricare il software raid. Non è necessario l'hardware fisico nei raid software. Investimento a costo zero.

RAID hardware ha prestazioni elevate. Sono controller RAID dedicati costruiti fisicamente utilizzando schede PCI Express. Non utilizzerà la risorsa host. Hanno NVRAM per la cache da leggere e scrivere. Memorizza la cache durante la ricostruzione anche in caso di interruzione di corrente, memorizzerà la cache utilizzando i backup della batteria. Sono necessari investimenti molto costosi per una vasta scala.

La scheda RAID hardware avrà il seguente aspetto:

Concetti in primo piano di RAID

  1. Il metodo Parity nel raid rigenera il contenuto perduto dalle informazioni salvate sulla parità. RAID 5, RAID 6 basati sulla parità.
  2. Stripe condivide i dati in modo casuale su più dischi. Questo non avrà dati completi in un singolo disco. Se utilizziamo 3 dischi, metà dei nostri dati si troveranno in ciascun disco.
  3. Il Mirroring viene utilizzato in RAID 1 e RAID 10. Il mirroring consiste nel creare una copia degli stessi dati. In RAID 1 salverà lo stesso contenuto anche sull'altro disco.
  4. Hot spare è semplicemente un'unità di riserva nel nostro server che può sostituire automaticamente le unità guaste. Se una qualsiasi delle unità del nostro array si guasta, questa unità hot spare verrà utilizzata e ricostruita automaticamente.
  5. I pezzi sono solo una dimensione di dati che può essere minima da 4 KB e oltre. Definendo la dimensione del blocco possiamo aumentare le prestazioni di I/O.

I RAID sono di vari livelli. Qui vedremo solo i livelli RAID che vengono utilizzati principalmente nell'ambiente reale.

  1. RAID0=Striping
  2. RAID1=Mirroring
  3. RAID5=Parità distribuita su disco singolo
  4. RAID6=Parità distribuita su doppio disco
  5. RAID10=Combinazione di Mirror e Stripe. (RAID nidificato)

I RAID sono gestiti utilizzando il pacchetto mdadm nella maggior parte delle distribuzioni Linux. Diamo una breve occhiata a ciascun livello RAID.

RAID 0 (o) Striping

Lo striping ha una prestazione eccellente. In Raid 0 (Striping) i dati verranno scritti su disco utilizzando il metodo condiviso. Metà del contenuto sarà su un disco e l'altra metà verrà scritta su un altro disco.

Supponiamo di avere 2 unità disco, ad esempio, se scriviamo i dati "TECMINT" sul volume logico verranno salvati come 'T' verrà salvato nel primo disco e 'E' verranno salvati nel secondo disco e 'C' verrà salvato nel primo disco e ancora 'M' verrà salvato in Secondo disco e si continua nel processo round-robin.

In questa situazione, se una qualsiasi delle unità si guasta, perderemo i nostri dati, perché con metà dei dati provenienti da uno dei dischi non possiamo utilizzare per ricostruire il raid. Ma rispetto alla velocità di scrittura e alle prestazioni RAID 0 è eccellente. Abbiamo bisogno di almeno 2 dischi per creare un RAID 0 (Striping). Se hai bisogno dei tuoi dati preziosi non utilizzare questo LIVELLO RAID.

  1. Alte prestazioni.
  2. Non vi è alcuna perdita di capacità in RAID 0
  3. Tolleranza ai guasti zero.
  4. Scrivere e leggere sarà una buona prestazione.

RAID 1 (o) Mirroring

Il mirroring ha una buona prestazione. Il mirroring può creare una copia degli stessi dati in nostro possesso. Supponendo di avere due numeri di dischi rigidi da 2 TB, in totale abbiamo 4 TB, ma in mirroring mentre le unità sono dietro il controller RAID per formare un'unità logica. Solo noi possiamo vedere i 2 TB di unità logica.

Mentre salviamo i dati, questi verranno scritti su entrambe le unità da 2 TB. Sono necessarie almeno due unità per creare un RAID 1 o Mirror. Se si è verificato un guasto del disco, possiamo riprodurre il set raid sostituendo un nuovo disco. Se uno qualsiasi dei dischi si guasta in RAID 1, possiamo ottenere i dati dall'altro poiché c'era una copia dello stesso contenuto nell'altro disco. Quindi non vi è alcuna perdita di dati.

  1. Buona performance.
  2. Qui metà dello spazio andrà perso nella capacità totale.
  3. Tolleranza totale ai guasti.
  4. La ricostruzione sarà più veloce.
  5. Le prestazioni di scrittura saranno lente.
  6. Leggere sarà bello.
  7. Può essere utilizzato per sistemi operativi e database su piccola scala.

RAID 5 (o) Parità distribuita

RAID 5 è utilizzato principalmente a livello aziendale. RAID 5 funziona con il metodo della parità distribuita. Le informazioni sulla parità verranno utilizzate per ricostruire i dati. Si ricostruisce dalle informazioni lasciate sulle rimanenti unità buone. Ciò proteggerà i nostri dati dai guasti dell'unità.

Supponiamo di avere 4 unità, se un'unità si guasta e mentre sostituiamo l'unità guasta possiamo ricostruire l'unità sostituita dalle informazioni di parità. Le informazioni sulla parità vengono archiviate in tutte e 4 le unità, se disponiamo di 4 numeri di disco rigido da 1 TB. Le informazioni sulla parità verranno archiviate in 256 GB in ciascun driver e altri 768 GB in ciascuna unità verranno definiti per gli Utenti. RAID 5 può sopravvivere al guasto di una singola unità. Se le unità si guastano più di una, causerà la perdita di dati.

  1. Performance eccellente
  2. La lettura sarà estremamente molto buona in termini di velocità.
  3. La scrittura sarà nella media, lenta se non utilizzeremo un controller RAID hardware.
  4. Ricostruisci dalle informazioni di parità da tutte le unità.
  5. Tolleranza totale ai guasti.
  6. 1 Spazio su disco sarà sotto Parità.
  7. Può essere utilizzato in file server, server Web, backup molto importanti.

Disco distribuito RAID 6 a due parità

RAID 6 è uguale a RAID 5 con un sistema distribuito a due parità. Utilizzato principalmente in un gran numero di array. Abbiamo bisogno di almeno 4 unità, anche se 2 unità si guastano possiamo ricostruire i dati sostituendo le nuove unità.

Molto più lento del RAID 5 perché scrive i dati su tutti e 4 i driver contemporaneamente. La velocità sarà media mentre utilizziamo un controller RAID hardware. Se disponiamo di 6 numeri di dischi rigidi da 1 TB, 4 unità verranno utilizzate per i dati e 2 unità verranno utilizzate per la parità.

  1. Prestazioni scadenti.
  2. Leggi Le prestazioni saranno buone.
  3. Le prestazioni di scrittura saranno scarse se non utilizziamo un controller RAID hardware.
  4. Ricostruisci da 2 unità di parità.
  5. Tolleranza totale ai guasti.
  6. 2 Lo spazio sui dischi sarà sotto parità.
  7. Può essere utilizzato in array di grandi dimensioni.
  8. Può essere utilizzato a scopo di backup, streaming video, utilizzato su larga scala.

RAID 10 (o) Mirror & Stripe

RAID 10 può essere chiamato 1+0 o 0+1. Questo farà entrambi i lavori di Mirror & Striping. Il mirror sarà il primo e lo stripe sarà il secondo in RAID 10. Lo stripe sarà il primo e il mirror sarà il secondo in RAID 01. RAID 10 è migliore rispetto a 01.

Supponiamo di avere 4 Numero di unità. Mentre scrivo alcuni dati sul mio volume logico, questi verranno salvati in Tutte e 4 le unità utilizzando i metodi mirror e stripe.

Se sto scrivendo un dato "TECMINT" in RAID 10, i dati verranno salvati come segue. Il primo "T" scriverà su entrambi i dischi e il secondo "E" scriverà su entrambi i dischi, questo passaggio verrà utilizzato per la scrittura di tutti i dati. Farà una copia di tutti i dati anche su un altro disco.

Allo stesso tempo utilizzerà il metodo RAID 0 e scriverà i dati come segue: “T” scriverà sul primo disco e “E” scriverà sul secondo disco. Anche in questo caso “C” scriverà sul primo disco e “M” sul secondo disco.

  1. Buone prestazioni di lettura e scrittura.
  2. Qui metà dello spazio andrà perso nella capacità totale.
  3. Tolleranza agli errori.
  4. Ricostruzione rapida dalla copia dei dati.
  5. Può essere utilizzato nell'archiviazione del database per prestazioni e disponibilità elevate.

Conclusione

In questo articolo abbiamo visto cos'è il RAID e quali livelli vengono maggiormente utilizzati nel RAID in ambiente reale. Spero che tu abbia imparato l'articolo su RAID. Per la configurazione RAID è necessario conoscere le conoscenze di base sul RAID. Il contenuto di cui sopra soddisferà le conoscenze di base sul RAID.

Nei prossimi articoli tratterò come configurare e creare un RAID utilizzando vari livelli, come far crescere un gruppo RAID (array) e come risolvere i problemi con unità guaste e molto altro.