在学习了第6章讲解的硬盘设备分区、格式化、挂载等知识后,本章将深入讲解各个常用RAID(Redundant Array of Independent Disks,独立冗余磁盘阵列)技术方案的特性,并通过实际部署RAID 10、RAID 5+备份盘等方案来更直观地查看RAID的强大效果,以便进一步满足生产环境对硬盘设备的IO读写速度和数据冗余备份机制的需求。同时,考虑到用户可能会动态调整存储资源,本章还将介绍LVM(Logical Volume Manager,逻辑卷管理器)的部署、扩容、缩小、快照以及卸载删除的相关知识。相信读者在学完本章内容后,可以在企业级生产环境中灵活运用RAID和LVM来满足对存储资源的高级管理需求。
本章目录结构
7.1 RAID磁盘冗余阵列
7.1.1 部署磁盘阵列7.1.2 损坏磁盘阵列及修复7.1.3 磁盘阵列+备份盘7.1.4 删除磁盘阵列7.2 LVM逻辑卷管理器
7.2.1 部署逻辑卷7.2.2 扩容逻辑卷7.2.3 缩小逻辑卷7.2.4 逻辑卷快照7.2.5 删除逻辑卷
7.1 RAID磁盘冗余阵列
近年来,CPU的处理性能保持着高速增长。2017年,Intel公司发布了i9-7980XE处理器芯片,率先让家用电脑达到了18核心36线程。2020年末,AMD公司又推出了“线程撕裂者”系统处理器3990X,家用电脑自此也可以轻松驾驭64核心128线程的处理器小怪兽了。但与此同时,硬盘设备的性能提升却不是很大,逐渐成为当代计算机整体性能的瓶颈。而且,由于硬盘设备需要进行持续、频繁、大量的IO操作,相较于其他设备,其损坏几率也大幅增加,导致重要数据丢失的几率也随之增加。
硬盘设备是计算机中较容易出现故障的元器件之一,加之由于其需要存储数据的特殊性质,不能像CPU、内存、电源甚至主板那样在出现故障后更换新的就好,所以在生产环境中一定要未雨绸缪,提前做好数据的冗余及异地备份等工作。
1988年,美国加利福尼亚大学伯克利分校首次提出并定义了RAID技术的概念。RAID技术通过把多个硬盘设备组合成一个容量更大、安全性更好的磁盘阵列,并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理硬盘设备上,然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能,同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理硬盘设备上,从而起到了非常好的数据冗余备份效果。
任何事物都有它的两面性。RAID技术确实具有非常好的数据冗余备份功能,但是它也相应地提高了成本支出。就像原本我们只有一个电话本,但是为了避免遗失,我们把联系人号码信息写成了两份,自然要为此多买一个电话本,这也就相应地提升了成本支出。RAID技术的设计初衷是减少因为采购硬盘设备带来的费用支出,但是与数据本身的价值相比较,现代企业更看重的则是RAID技术所具备的冗余备份机制以及带来的硬盘吞吐量的提升。也就是说,RAID不仅降低了硬盘设备损坏后丢失数据的几率,还提升了硬盘设备的读写速度,所以它在绝大多数运营商或大中型企业中得到了广泛部署和应用。
出于成本和技术方面的考虑,需要针对不同的需求在数据可靠性及读写性能上做出权衡,制定出满足各自需求的不同方案。目前已有的RAID磁盘阵列的方案至少有十几种,而刘遄老师接下来会详细讲解RAID 0、RAID 1、RAID 5与RAID 10这4种最常见的方案。这4种方案的对比如表7-1所示,其中n代表硬盘总数。



