Linux-服务器硬件简述及RAID 配置（服务器硬件信息、RAID磁盘阵列、构建RAID磁盘阵列实操）

最新推荐文章于 2023-04-11 13:49:08 发布

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本文深入探讨服务器硬件基础，包括处理器、I/O性能、管理性等关键选择因素，以及服务器主机与输入/输出设备构成。重点解析RAID磁盘阵列，涵盖RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0的工作原理、性能特点和适用场景。同时，介绍了阵列卡的作用、接口类型及其缓存机制。

一、服务器硬件基础简述

1.1 服务器简述

服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一直高性能计算机。
服务器的选择：处理器性能，I/O性能，管理性，可靠性，扩展性。
一台电脑也可以作为一台微型服务器，但是相比一台真正服务器性能就相对弱小很多。

1.1 主机和输入/输出设备。

主机：机箱，电源，主板，CPU(中央处理器)，内存，显卡，声卡，网卡，硬盘，光驱等。
输入/输出设备：显示器，键盘，鼠标，音箱，摄像头，打印机和扫描仪等。

二、 RAID磁盘阵列介绍

RAID（Redundant Arrays of Independent Disks），中文简称为独立冗余磁盘阵列。简单来说就是将一组硬盘连结成来，组成一个阵列，以避免单个硬盘损坏而带来的数据损失，同时亦提供了比单个硬盘高的可用性及容错性。下面介绍RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0（组合太多，以1+0为例，原理相同）。

2.1 RAID0

RAID0 称条带化存储，它将两个或多个硬盘组成一个逻辑硬盘，容量是所有硬盘之和，因为是多个硬盘组合成一个，故可并行写操作，写入速度提高，但此方式硬盘数据没有冗余，没有容错，一旦一个物理硬盘损坏，则所有数据均丢失，适用于高速读写、对数据安全性要求不高的场合。
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2.2 RAID1

RAID1 俗称“镜像”，它最少由两个硬盘组成，硬盘数量必须是偶数，硬盘上存储的数据均相同，以实现数据冗余。RAID1 读操作速度有所提高，写操作理论上与单硬盘速度一样，但由于数据需要同时写入所有硬盘，实际上稍为下降。容错性是所有组合方式里最好的，只要有一块硬盘正常，则能保持正常工作。但它对硬盘容量的利用率则是最低，只有 50%，因而成本也是最高。RAID1 适合对数据安全性要求非常高的场景，比如存储数据库数据文件之类。
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2.3 RAID5

RAID5 最少由三个硬盘组成，它将数据分散存储于阵列中的每个硬盘，并且还伴有一个数据校验位，数据位与校验位通过算法能相互验证，当丢失其中的一位时，RAID 控制器能通过算法，利用其它两位数据将丢失的数据进行计算还原，这里的算法可以当成我们在小学中学过的一元一次方程理解。因而 RAID5 最多能允许一个硬盘损坏，有容错性。RAID5 相对于其它的组合方式，在容错与成本方面有一个平衡，而且在硬盘数量越来越多的时候，收益越大，因而受到大多数使用者的欢迎。
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2.4 RAID6

RAID6 是在 RAID5 的基础上改良而成的，RAID6 再将数据校验位增加一位，这里的多一位校验位我们可以引用初中学过的二元一次方程理解，所以允许损坏的硬盘数量也由RAID5 的一个增加到二个。由于同一阵列中两个硬盘同时损坏的概率非常少，所以，RAID6 用增加一块硬盘的代价，换来了比 RAID5 更高的数据安全性。
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2.5 RAID1+0

RAID1+0 是先将数据进行镜像操作，然后再对数据进行分组，RAID 1 在这里就是一个冗余的备份阵列，而RAID 0 则负责数据的读写阵列。至少要四块盘，两块做 raid0,另两块做raid1，RAID 10 对存储容量的利用率和 RAID 1 一样低，只有 50%.
Raid1+0 方案造成了 50%的磁盘浪费，但是它提供了 200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性，并且当同时损坏的磁盘不在同一 Raid1 中，就能保证数据安全性、RAID 10 能提供比RAID 5 更好的性能。这种新结构的可扩充性不好，使用此方案比较昂贵，适用于重要数据的场合。
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以上就是几种比较常见的组合，我们实际应用需要结合到使用者对数据安全性、数据冗余、数据可用性、投入成本等各方面的综合衡量。

2.6 阵列卡

阵列卡的全称叫磁盘阵列卡是用来做 RAID 的。磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。

2.6.1 阵列卡接口类型

接口类型目前主要有几种：IDE 接口、SCSI 接口、SATA 接口和 SAS 接口。

2.6.2 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。它是 RAID 卡电路板上的一块存储芯片，与硬盘盘片相比，具有极快的存取速度，实际上就是相对低速的硬盘盘片与相对高速的外部设备(例如内存)之间的缓冲器。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。