獨立冗余磁盤陣列RAID(Redundant Array of Independent Disks)是將多塊云盤按一定的方式組成一個磁盤陣列組。相比單塊云盤,RAID能夠有效地提高磁盤的容量、讀寫帶寬、可靠性和可用性。
前提條件
RAID使用建議
RAID級別
下表對比了RAID常見的幾種級別優缺點以及適用場景。
級別 | 優勢 | 劣勢 | 適用場景 |
RAID 0(條帶) | 提供了數據條帶化和并行讀/寫操作,從而提高了性能。 說明 RAID條帶化是指將數據分成固定大小的塊(條帶),然后將這些塊依次分配到不同的磁盤驅動器上。 | 沒有冗余功能,如果其中一塊云盤出現故障,所有數據都將丟失。 | 適用于需要高性能但無需數據冗余的場景,如臨時數據存儲、緩存等。 |
RAID 1(鏡像) | 通過數據鏡像提供了高可靠性。所有數據都會被復制到多塊云盤上,當一塊云盤故障時,數據仍然可用。 | 成本較高,因為至少需要兩倍的云盤容量來存儲鏡像數據。 | 適用于對數據保護和可靠性要求較高的應用,如數據庫、文件服務器等。 |
RAID 10 | 結合了RAID 1和RAID 0,提供了數據冗余和高性能。RAID 10的優點是具有較高的可靠性和較好的讀/寫性能。 | 成本較高,因為需要兩倍的云盤容量來存儲鏡像數據。至少需要四塊云盤。 | 適用于對性能和冗余性要求較高的應用。 |
在選擇適當的RAID級別時,需要綜合考慮數據保護需求、性能需求、可用磁盤容量和成本等因素。最好評估不同RAID級別的優缺點,并根據具體的應用需求作出選擇。
假如要按序存儲A、B、C、D、E、F等數據塊,不同RAID模式的表現情況如下圖所示。
在您使用多塊云盤做RAID來提高磁盤的容量、讀寫帶寬的同時,請同時考慮實例整體對云盤帶寬的限制。不同實例規格的云盤帶寬限制,請參見實例規格族。
RAID條帶大小
通過使用合適的條帶大小,可以獲得最佳的應用實踐。最適合的條帶大小可能因不同的環境和應用而異。因此,建議在實際使用之前進行測試和性能評估,以確定最佳的條帶大小設置。
根據應用的工作負載類型、I/O模式和系統的特定需求,推薦以下條帶大?。?/p>
對于大多數通用用途的工作負載,推薦的條帶大小是64 KB或128 KB。這個范圍在大多數情況下可以提供良好的性能和均衡的讀/寫性能。
如果工作負載主要是順序讀取(例如大型文件傳輸、視頻編輯等),則更大的條帶大小(例如256 KB或512 KB)可能會提供更好的性能。
如果您的工作負載主要是隨機讀?。ɡ鐢祿鞈玫龋?,則較小的條帶大?。ɡ?2 KB)可能會提供更好的性能。
在使用過程中,條帶不宜太小。如果條帶太小:
可能會導致文件在磁盤上的碎片化,從而浪費了磁盤空間。
可能會導致磁盤IOPS(每秒讀寫次數)能力先于吞吐帶寬被打滿。較大的條帶大小可以在順序讀取工作負載中提供更高的數據吞吐量。
云盤快照使用限制
如果要使用快照備份RAID陣列中云盤上的數據,必須保證快照的一致性。默認各云盤的快照是相互獨立創建的,如果從多個不同步的快照恢復RAID陣列,會影響陣列的完整性。
RAID場景下,建議使用快照一致性組,以確保多塊云盤數據能夠恢復到同一個時間點,以提供數據的一致性和可靠性。更多信息,請參見使用快照一致性組。
操作步驟
本操作以Ubuntu 22.04版本的ECS實例為例,介紹如何使用Linux系統內置的mdadm
命令為數據盤創建一個名稱為/dev/md0的RAID陣列。
- 遠程連接ECS實例。關于連接方式的介紹,請參見連接方式概述。
運行以下命令,查看ECS實例上所有云盤信息。
lsblk
結果如下所示。
使用
mdadm
命令創建RAID陣列/dev/md0。請根據您的實際情況,創建RAID 0、RAID 1或者RAID 10級別。
說明如果提示未安裝mdadm,請先運行
sudo apt-get install mdadm
命令安裝mdadm工具。RAID 0級別
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=5 --chunk=512 /dev/vd[bcdef]
--level=0
:表示使用陣列條帶化的RAID 0級別。--raid-devices=5
:表示RAID陣列由五塊云盤組成。--chunk=512
:表示設置RAID陣列的條帶大小為512 KB,請您根據實際需求進行設置。/dev/vd[bcdef]
:表示使用/dev/vdb、/dev/vdc、/dev/vdd、/dev/vde和/dev/vdf五塊云盤組成一個RAID陣列。
結果如下所示。
RAID 1級別
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/vd[bc]
--level=1
:表示使用陣列鏡像化的RAID 1級別。--raid-devices=2
:表示RAID陣列由兩塊云盤組成。/dev/vd[bc]
:表示使用/dev/vdb和/dev/vdc兩塊云盤組成一個RAID陣列。
RAID 10級別
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 --chunk=512 /dev/vd[bcde]
--level=10
:表示使用RAID 10級別。--raid-devices=4
:表示RAID陣列由四塊云盤組成。--chunk=512
:表示設置RAID陣列的條帶大小為512 KB,請您根據實際需求進行設置。/dev/vd[bcde]
:表示使用/dev/vdb、/dev/vdc、/dev/vdd和/dev/vde四塊云盤組成一個RAID陣列。
運行以下命令,查看創建的RAID陣列/dev/md0信息。
sudo mdadm --detail /dev/md0
結果如下所示。
運行以下命令,在RAID陣列上創建一個文件系統,例如ext4文件系統。
您也可以創建其他類型的文件系統。
sudo mkfs.ext4 /dev/md0
結果如下所示。
運行以下命令,創建一份包含RAID信息的配置文件,設置RAID陣列在啟動ECS實例時自動重組。
sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf
掛載RAID陣列的文件系統。
(可選)運行以下命令,創建掛載點,例如/media/raid0。
sudo mkdir /media/raid0
說明您也可以將云盤掛載到已有目錄下,例如/mnt。
運行以下命令掛載文件系統,例如將/dev/md0掛載至/media/rad0。
使用如下
mount
命令掛載文件系統時,請根據實際需求選擇對應的掛載參數,以滿足您對文件系統的數據安全性以及性能的要求。更多信息,請參見使用mount命令掛載ext4文件系統。(推薦)對文件系統的數據安全性和性能都有一定要求(數據安全性和性能適中)
sudo mount /dev/md0 /media/raid0
對文件系統的數據安全性要求較高(數據安全性較高、性能偏低)
sudo mount -o rw,atime,sync,barrier,data=journal /dev/md0 /media/raid0
對文件系統的性能要求較高(性能較高、數據安全性偏低)
sudo mount -o defaults,noatime,nodiratime,nobarrier,nodelalloc,data=writeback /dev/md0 /media/raid0
運行以下命令,查看RAID陣列的掛載信息。
df -h
結果如下所示,返回信息中,文件系統已經掛載到指定的掛載點。
配置開機自動掛載。
如果您需要設置開機自動掛載RAID陣列,需要在
/etc/fstab
中添加RAID陣列的掛載信息。運行以下命令,向/etc/fstab配置文件寫入RAID陣列信息。
sudo sh -c "echo `blkid /dev/md0 | awk '{print $2}' | sed 's/\"http://g'` /media/raid0 ext4 defaults 0 0 >> /etc/fstab"
/dev/md0
:磁盤陣列名稱。/media/raid0
:掛載點信息,您需要根據實際環境進行替換。如果需要掛載到其他路徑,您需要修改成對應路徑。ext4
:RAID陣列的文件系統類型,您需要根據已創建的文件系統類型進行修改。defaults
:文件系統的掛載參數。請您根據實際需求選擇對應的掛載參數,以滿足您對文件系統的數據安全性以及性能的要求。更多信息,請參見使用mount命令掛載ext4文件系統。
說明如果您需要在未掛載RAID陣列的情況下啟動ECS實例,可以添加
nofail
配置。即使在安裝云盤時出現錯誤,nofail
配置也允許啟動ECS實例。如果您使用的是Ubuntu系統,還需要額外添加nobootwait
配置。運行以下命令,查詢RAID陣列的掛載信息是否添加成功。
cat /etc/fstab
結果如下所示,返回結果里出現了
/media/raid0
的信息,說明已添加掛載信息至/etc/fstab
文件。運行以下命令,掛載/etc/fstab配置文件中的所有文件系統。如果無報錯輸出,表示您的/etc/fstab配置無誤。
sudo mount -a
運行以下命令,檢查掛載結果是否符合您的預期。
df -Th
結果如下所示,出現新建文件系統的信息,表示文件系統掛載成功。