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服务器从选择到阵列配置的硬件相关知识,新睿云告诉您满满的干货!

作者/来源:新睿云小编 发布时间:2019-09-18

服务器是计算系统的硬件(软件)组件,其响应于客户请求执行服务功能,从而为其提供对某些资源的开放访问。

服务器的主要目标是执行来自客户端或程序的请求。服务器是一种纯粹功利的东西,旨在执行特定的任务。服务器的主要属性是特定任务的执行或解决方案。这就是为什么我们建议您首先确定随后将选择特定服务器的任务。

1、服务器选择策略

首先,这种策略在于确定服务器将来要解决的许多任务,以及必要的性能和可扩展性。此外,您需要确定客户端是否需要具有容错电路的服务器,并最终导航预算。如果任务集超过分配的预算,则专家将更正任务或建议增加预算。一个重要因素是解决方案的可扩展性,以满足不断增长的客户需求。这将以最小的初始和后续投资解决问题,从而降低成品解决方案的总成本。

配置符合规范。如果您的任务更具体,并且您无法选择现成的服务器您可以通过选择其每个组件来构建服务器。

2、服务器容错

服务器通常为多个用户服务 这就是为什么一个重要的条件是服务器的不间断运行。例如,如果您的家用计算机出现故障,只有您会受到影响。如果服务器停止工作,那么客户端将遭受损失,与服务器本身的重大投资相比,这将导致不成比例的损失。

通常,客户会混淆“容错”和“可靠性”的概念。

请记住,可靠性是产品的特性,其特征在于其无故障运行的能力。可靠性是产品质量,单个组件等的特征。

至于容错性,这就是能够承受故障的能力,这种能力来自于这个词的形成。换句话说,这是在任何系统组件发生故障时保持可操作性的能力。如今,通过复制最脆弱和最关键的组件来实现容错。

3、减少服务器停机时间的方法

提高服务器弹性和减少停机时间的方法首先是使用RAID阵列(即硬盘复制),复制冷却系统,复制电源等技术,在某些情况下,还要重复使用内存子系统( “镜像”内存模块)。

通过创建HA群集(高可用性群集)可以实现更高程度的容错。HA群集是服务器,交换机,电源和存储系统的复制系统。该系统实际上具有最高可用性指标,该指标通过每年的停机时间或以下公式来衡量:(“工作时间”/“停机时间”)*%。

此外,HA群集允许在不停止系统的情况下进行维修和维护工作,从而显着提高可靠性并减少停机时间。

什么是RAID?

最初,首字母缩略词RAID意味着“廉价磁盘冗余阵列”,因为它们比RAM便宜得多。正是在这种情况下,研究人员(Petterson,Gibson,Katz)于1987年引入了RAID。一段时间后,解密发生了变化,将RAID定义为“独立磁盘的冗余(冗余)阵列”,即“独立磁盘冗余阵列”,因为现在昂贵的设备也用于阵列(PC磁盘被认为是廉价的磁盘)。因此,RAID为我们提供了提高信息存储可靠性的水平,以提高读写数据的速度。

以下是作为事实标准接受的RAID级别:

故障安全磁盘阵列 - RAID 0

镜像磁盘阵列 - RAID 1

目前未使用,为使用汉明码的阵列保留 - RAID 2

使用奇偶校验保护信息免受单一故障的阵列 - RAID 3,4,5(主要用于RAID 5)

双奇偶校验阵列 - RAID 6

一、RAID级别

RAID 0

RAID 0(“条带化”)是一个磁盘阵列,在没有冗余的情况下由2个或更多HDD组成。数据被分成块(Ai)并依次写入多个磁盘。

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结果,性能得到显着改善(性能的多样性从磁盘数量变化),但不幸的是,阵列本身的可靠性受到损害。如果阵列中包含的任何硬盘驱动器出现故障,则所有信息将无法挽回地丢失。概率论说“RAID 0可靠性”等于其中包含的磁盘的相同指标的乘积,每个指标小于1。这表明总可靠性低于每个驱动器的可靠性。

RAID 1

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RAID 1(“镜像” - 镜像) - 一种阵列,可防止一半硬件(以及在特定情况下,两个硬盘中的第一个)发生故障。由于并行化客户端请求,RAID 1提供了足够的写入速度和更高的读取速度。它的缺点是你必须花钱购买两个硬盘的成本,实际上使用的是一个。

最初,硬盘看起来很可靠。因此,两个光盘一次发生故障的可能性要低得多(根据公式)。但这种理论模型并未完全反映实际过程。通常,两个硬盘驱动器都是从第一批中取出并具有相同的工作条件,但是,当其中一个驱动器发生故障时,工作人员的负载急剧增加。实践表明,如果一个硬盘发生故障,必须立即采取措施来恢复冗余。这就是为什么在使用任何阵列(RAID 0除外)时,建议使用HotSpare备份磁盘。这种方法的优点是可靠性的持续维护。缺点还在于材料成本 - 三个磁盘的成本允许您仅使用一个磁盘的卷。

RAID 5

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由于其成本效益,RAID 5可能是最受欢迎的层。为了防止任何硬盘驱动器出现故障,我们为了冗余而牺牲了阵列中只有一个硬盘的容量。将数据写入此数组的卷需要额外的资源,因为这将需要大量的计算。同时,在读取期间会有增益,因为来自不同磁盘的数据流是并行化的。

缺点:在任何硬盘驱动器发生故障的情况下,整个卷都进入临界模式,由于所有操作都伴随着额外的操作,因此生产率急剧下降。如果在危急情况下再多一个硬盘驱动器发生故障,那么所有信息都将丢失。这就是为什么强烈建议您使用带有RAID 5的HotSpare驱动器的原因。如果在恢复阵列期间另一个磁盘发生故障,则会破坏阵列中的信息。RAID 6级别允许两个或更多驱动器出现故障。

RAID 6

此阵列类似于RAID 5,但它具有更高的可靠性。两个磁盘的容量分配给控制功能,两个总和由两个算法计算。该阵列需要使用更严格的控制器处理器。但这是值得的,因为即使两个驱动器同时发生故障也能确保可操作性。

除上述内容外,您还可以使用组合级别。不同的制造商不同地解释RAID 10,30,50,60和RAID 0 + 1的组合。让我们试着简要描述组合的本质。

让我们从RAID 0 + 1开始。这是一个由2个RAID-0阵列组成的RAID-1阵列。此阵列通常位于主机RAID控制器上。在4个驱动器的情况下,可靠性和性能水平达到一定程度

四个驱动器的RAID-10。

接下来是RAID 10。

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这是一个由RAID-1阵列组成的RAID-0阵列。这种组合使您可以提高RAID-0的性能,并获得略高于RAID-5的可靠性。从理论上讲,这个阵列将允许多达一半的驱动器发生故障。一个驱动器的故障将承受保证。优点包括对RAID控制器本身的处理能力没有任何要求,缺点是丢失了一半的硬盘驱动器。

二、哪个阵列级别更快?

目前,最快的级别是RAID 0.其性能理论上是其中包含的所有磁盘的总性能的倍数。不幸的是,RAID 0完全不可靠,它排斥其在服务器中的使用。

不同负载下的故障安全阵列(RAID-1,5,6和RAID 10)具有不同的性能,以及在其上存储数据的单位成本。

让我们继续讨论RAID级别的性能。

RAID 1

一个被认为最容易实现的数组。它的缺点是只有一半的所有磁盘都可以使用。然而,许多人没有注意到这个缺点,因为它在服务器中的实现是最便宜的,因为许多现代适配器(基本上“免费”集成在主板上)“学会”制造RAID 0和RAID 1阵列。这样的阵列不需要资源密集型计算,使他们能够轻松实施,从而保持较低的价格水平。

用于读取的RAID-1阵列的性能是单个磁盘性能的两倍(理论数据);对于写入,其性能等于磁盘的速度。鉴于磁盘和控制器的低成本,该阵列最适合卸载的服务器。

RAID 5

此级别涉及额外的校验和计算,这会给处理器带来额外的负载。这个问题有一个解决方案 - 获得硬件控制器,但其成本通常大约相当于3-4个硬盘的成本。

在某些情况下,RAID 5被放弃,支持RAID 1级别的阵列,同时保持或增加容量。例如,您需要一个500 GB的数组。以下是创建它的方法:

购买RAID控制器和三个250 GB硬盘,在创建RAID 5阵列时将提供500 GB的有用容量。

使用主板中包含的RAID 1并购买2个500 GB的磁盘,然后将它们组合成RAID 1阵列,获得500 GB的可用容量。

请记住,第二个解决方案的成本,即使考虑到磁盘的成本,也可能比第一个解决方案便宜得多,超过2倍。此外,在这种情况下,RAID 5没有任何性能优势。实践表明,RAID 5由三个磁盘组成,其工作性能与RAID 1大致相同,后者由2个组成。

但是,将磁盘扩展到RAID 5阵列几乎可以线性地提高其读取性能。这表明使用此阵列是阅读任务的最佳选择。

RAID 6

当阵列中安装了许多磁盘时,建议使用此阵列,其中几个磁盘的故障概率相应较高。但是,RAID 6对硬件的要求比RAID 5要高,这大大降低了其整体性能。

目前市场上的RAID控制器具有强大的计算资源,能够从5级转移到6级而不会显着降低性能。

RAID 10

该阵列结合了高水平的可靠性和RAID 0阵列的性能。性能增长与RAID 0完全相同,只是区别在于阵列元素是RAID 1组的2个磁盘。该阵列可以被认为是通用的,因为它在读取和写入方面都具有高性能。但是,这个阵列也有一个缺点 - 大量有用磁盘容量损失(约50%),这使得它不适合在使用顺序访问的存储系统中使用。想更详细的了解RAID 10请阅读《raid10是raid1+0,新睿云详细跟您阐述这种技术!

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