Was bedeutet Raid unter Linux?

RAID bedeutet unter Linux „Redundant Array of Inexpensive Disks“; RAID ist die Abkürzung für „Redundant Array of Inexpensive Disks“. Die Grundidee besteht darin, mehrere billige kleine Festplatten zusammenzufassen, die als Festplattengruppe bezeichnet werden, sodass die Leistung gleich oder ist übertrifft die einer großen, teuren Festplatte.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Linux7.3-System, Dell G3-Computer.

Was bedeutet Raid unter Linux

RAID (Redundant Array of InexpensiveDisks) wird als redundantes Array billiger Festplatten bezeichnet. Die Grundidee von RAID besteht darin, mehrere billige kleine Festplatten zu einer Festplattengruppe zusammenzufassen, sodass die Leistung die einer teuren Festplatte mit großer Kapazität erreichen oder übertreffen kann.

Derzeit wird die RAID-Technologie grob in zwei Typen unterteilt:

Hardware-basierte RAID-Technologie und softwarebasierte RAID-Technologie.

Die RAID-Funktion kann durch die integrierte Software unter Linux realisiert werden, wodurch der Kauf teurer Hardware-RAID-Controller und Zubehör entfällt und die E/A-Leistung und Zuverlässigkeit der Festplatte erheblich verbessert wird.

Da die RAID-Funktion per Software implementiert wird, ist sie flexibel in der Konfiguration und einfach zu verwalten. Durch die gleichzeitige Nutzung von Software-RAID können Sie auch mehrere physische Festplatten zu einem größeren virtuellen Gerät zusammenführen, um eine Leistungsverbesserung und Datenredundanz zu erreichen.

Natürlich sind hardwarebasierte RAID-Lösungen hinsichtlich der Nutzungsleistung und Serviceleistung etwas besser als softwarebasierte RAID-Technologie, was sich insbesondere in der Fähigkeit zum Erkennen und Beheben von Mehrbitfehlern, der automatischen Erkennung fehlerhafter Festplatten, und Array-Rekonstruktion. In diesem Abschnitt wird ausführlich beschrieben, wie Sie Soft-RAID auf dem Red Flag Linux-Server erstellen und verwalten.

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Einführung in RAID-Levels

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der RAID-Technologie gibt es mittlerweile sieben grundlegende RAID-Level von RAID 0 bis RAID 6 sowie eine Kombination aus RAID 0 und RAID 1. namens RAID10. Der Level stellt nicht den Stand der Technik dar, und RAID 2 und RAID 4 werden grundsätzlich nicht mehr verwendet, während RAID 3 nur noch selten verwendet wird, da die Implementierung zu kompliziert ist. Derzeit werden diese häufig verwendeten RAID-Level vom Linux-Kernel unterstützt. In diesem Abschnitt wird der Linux 2.6-Kernel als Beispiel verwendet. Das Software-RAID im Linux 2.6-Kernel kann die folgenden Level unterstützen: RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5 und RAID 6. Warten Sie. Zusätzlich zur Unterstützung der oben genannten RAID-Level kann der Linux 2.6-Kernel auch den LINEAR-Soft-RAID (linearer Modus) unterstützen, der zwei oder mehr Festplatten in einem physischen Gerät kombiniert Zuerst wird die Festplatte A des RAID-Geräts gefüllt, dann die Festplatte B und so weiter.

RAID 0

wird auch als Stripeset-Modus bezeichnet, der kontinuierliche Daten für den Zugriff auf mehrere Festplatten verteilt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Wenn das System eine Datenanforderung hat, kann diese von mehreren Festplatten parallel ausgeführt werden, und jede Festplatte führt ihren eigenen Teil der Datenanforderung aus. Diese Art der parallelen Datenverarbeitung kann die Busbandbreite voll ausnutzen und die Gesamtleistung des Festplattenzugriffs deutlich verbessern. Da Lese- und Schreibvorgänge auf dem Gerät parallel erfolgen, erhöht sich die Lese- und Schreibleistung, was oft der Hauptgrund für die Ausführung von RAID 0 ist. Aber RAID 0 verfügt über keine Datenredundanz, sodass bei einem Laufwerksausfall keine Daten wiederhergestellt werden können.

RAID 1

RAID 1 wird auch Spiegelung genannt, ein Modus mit vollständiger Redundanz, wie in Abbildung 2 dargestellt. RAID 1 kann für zwei oder 2xN Festplatten verwendet werden und verwendet 0 oder mehr Ersatzfestplatten. Jedes Mal, wenn Daten geschrieben werden, werden sie gleichzeitig auf die Spiegelfestplatte geschrieben. Dieser Array-Typ ist sehr zuverlässig, aber seine effektive Kapazität ist auf die Hälfte der Gesamtkapazität reduziert, und die Festplatten sollten gleich groß sein, andernfalls entspricht die Gesamtkapazität nur der Größe der kleinsten Festplatte.

RAID 4

Für die Erstellung von RAID 4 sind drei oder mehr Festplatten erforderlich. Es speichert Paritätsinformationen auf einem Laufwerk und schreibt Daten auf andere Festplatten im RAID 0-Modus, wie in Abbildung 3 dargestellt. Da eine Festplatte für Paritätsinformationen reserviert ist, beträgt die Größe des Arrays (N-l)*S, wobei S die Größe des kleinsten Laufwerks im Array ist. Genau wie bei RAID 1 sollten die Festplatten gleich groß sein.

Wenn ein Laufwerk ausfällt, können die Prüfsummeninformationen verwendet werden, um alle Daten wiederherzustellen. Wenn beide Laufwerke ausfallen, gehen alle Daten verloren. Der Grund dafür, dass diese Stufe nicht oft verwendet wird, liegt darin, dass die Prüfsummeninformationen auf einem Laufwerk gespeichert werden. Diese Informationen müssen jedes Mal aktualisiert werden, wenn eine andere Festplatte beschrieben wird. Daher kann es beim Schreiben einer großen Datenmenge leicht zu einem Engpass auf der Überprüfungsfestplatte kommen, sodass diese RAID-Stufe derzeit selten verwendet wird.

RAID 5

RAID 5 ist wahrscheinlich der nützlichste RAID-Modus, wenn Sie eine große Anzahl physischer Festplatten kombinieren und dennoch eine gewisse Redundanz beibehalten möchten. RAID 5 kann mit drei oder mehr Festplatten verwendet werden und verwendet keine oder mehr Ersatzfestplatten. Genau wie bei RAID 4 beträgt die Größe des resultierenden RAID5-Geräts (N-1)*S.

Der größte Unterschied zwischen RAID5 und RAID4 besteht darin, dass die Paritätsinformationen gleichmäßig auf jedem Laufwerk verteilt sind, wie in Abbildung 4 dargestellt, wodurch das bei RAID 4 auftretende Engpassproblem vermieden wird. Sollte eine der Festplatten ausfallen, bleiben dank der Paritätsinformation alle Daten erhalten. Wenn eine Ersatzfestplatte verfügbar ist, beginnt die Datensynchronisierung sofort nach einem Geräteausfall. Wenn beide Festplatten gleichzeitig ausfallen, gehen alle Daten verloren. RAID5 kann den Ausfall einer Festplatte überstehen, nicht jedoch den Ausfall von zwei oder mehr Festplatten.

RAID 6

RAID 6 wird auf Basis von RAID 5 erweitert. Wie bei RAID 5 werden Daten und Prüfsummen in Datenblöcke aufgeteilt und auf jeder Festplatte des Disk-Arrays gespeichert. Nur eine Prüffestplatte wird zu RAID 6 hinzugefügt, um die auf jeder Festplatte verteilten Prüfcodes zu sichern, wie in Abbildung 5 dargestellt. Auf diese Weise ermöglicht das RAID 6-Festplattenarray den gleichzeitigen Ausfall von zwei Festplatten, also der RAID 6-Festplatte Das Array verfügt über mindestens vier Festplatten.

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