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MySQL数据库Raid存储方案

简介:

一、RAID的基础知识

【定义】RAID(Redundant Array of Independent Disk)是一种独立冗余磁盘阵列。

1、为什么要使用RAID?

我们知道,单块磁盘无论是从性能上、容量上、还是安全上都存在单点问题,如果把多块硬盘组成一个group,当成一个逻辑驱动器,从而实现同时从多块硬盘存取数据,那样可以提高了存储的吞吐量,同时也提高了存取速度和扩大存储容量。

RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)技术就是专门干这事的。RAID就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列,在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID可以充分发挥出多块硬盘的优势,可以提升硬盘速度,增大容量,提供容错功能够确保数据安全性,易于管理的优点,在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作,不会受到损坏硬盘的影响,这对于数据库存储领域是非常必要的。

2、RAID的几种工作级别

我们比较常用的RAID级别有RAID-0、RAID-1、RAID-10/RAID-01、RAID-5,其他的如RAID-3、RAID-4、RAID-6就不在此介绍了。

  • RAID-0

         RAID-0采用数据分条技术(Striped)把多块磁盘串联成一个更为庞大的磁盘组,可以提高磁盘的性能和吞吐量。它读写数据的速度是最快的,要求比较低,要求两个磁盘即可做RAID-0,相对成本是最低的,但是RAID-0不提供冗余或奇偶校验数据的功能,如果驱动器出现故障,数据将无法恢复,安全性最弱。一般只是在那些对性能要求高、数据安全性要求不高的情况下才被使用,不适合数据库的存储。

  • RAID-1

        RAID-1采用镜像(Mirroring)的方式冗余数据。RAID-1要求至少两个或2xN个磁盘,每次写数据时会同时写入镜像盘。这种阵列可靠性很高,但其有效容量减小到总容量的一半,同时这些磁盘的大小应该相等,否则总容量只具有最小磁盘的大小。RAID-1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%,是所有RAID级别中最低的。

  • RAID-10

        由于RAID-0和RAID-1都存在明显的优点和缺点,为了结合两者的优点、避免两者的缺点,从而产生了RAID-10,RAID-10适合用在速度需求高,又要完全容错,当然成本也很多的应用。不过在做RAID-10时需要注意的是先做RAID-1,再做RAID-0还是先做RAID-0,再做RAID-1,二者还是有区别的。举个栗子,假如现在有四块磁盘:

        先做RAID-0,再做RAID-1:每两块磁盘先做RAID-0,在此基础上,再把两个RAID-0做成RAID-1。这时如果A类或者B类磁盘同时有一个故障,整个RAID将不可用。

(RAID 0) A = (Drive A1 + Drive A2) (Striped)
(RAID 0) B = (Drive B1 + Drive B2) (Striped)
(RAID-1)AB = (A +  B) (Mirrored)

       先做RAID-1,再做RAID-0:每两块磁盘先做RAID-1,在此基础上,再把两个RAID-1做成RAID-0。这时只有A类或者B类磁盘两个都故障时,整个RAID才不可用。

(RAID-1) A = (Drive A1 + Drive A2) (Mirrored)
(RAID-1) B = (Drive B1 + Drive B2) (Mirrored)
(RAID-0)AB = (A +  B) (Striped)

综合上面来看,先做RAID-1,再做RAID-0相对更安全,建议这种方式,所以我们平时说的RAID-10就是先做RAID-1,再做RAID-0

  • RAID-5

        RAID-5应该处于RAID-0和RAID-1之间的一种工作模式,它尽量平衡RAID-0和RAID-1的优点和缺点,是我们平时使用比较多的一种模式。做RAID-5至少需要三块磁盘,它采用校验码冗余数据,校验信息分布在多个磁盘上,当数据每次写入到磁盘上,同时还需要写入校验信息,因此写入性能相对不如RAID-0。当某个磁盘出现故障,可以使用其他磁盘上校验信息来恢复数据。相对RAID-1,它磁盘空间利用率为(N-1)/N

3、RAID的几种工作级别优缺点

 

【注】以上的高、中、低只是相对于RAID-0、RAID-1、RAID-10、RAID-5而言。

 

二、如何判断RAID级别、写入策略、电池状况

 1、判断RAID级别:MegaCli64工具输入磁盘信息如下:

[root()@xxxx ~]# MegaCli64 -LdInfo -lAll -aALL
                                     Adapter 0 -- Virtual Drive Information:
Virtual Drive: 0 (Target Id: 0)
Name                :RAID Level          : Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0Size                : 278.875 GB
Is VD emulated      : No
Mirror Data         : 278.875 GB
State               : Optimal
Strip Size          : 64 KBNumber Of Drives    : 2
Span Depth          : 1Default Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
Current Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
Default Access Policy: Read/Write
Current Access Policy: Read/Write
Disk Cache Policy   : Disabled
Encryption Type     : None
Default Power Savings Policy: Controller Defined
Current Power Savings Policy: None
Can spin up in 1 minute: Yes
LD has drives that support T10 power conditions: Yes
LD's IO profile supports MAX power savings with cached writes: NoBad Blocks Exist: No
PI type: No PI

Is VD Cached: No


Virtual Drive: 1 (Target Id: 1)
Name                :RAID Level          : Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0Size                : 2.180 TB
Is VD emulated      : Yes
Mirror Data         : 2.180 TB
State               : Optimal
Strip Size          : 64 KBNumber Of Drives per span   : 2Span Depth          : 3Default Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
Current Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
Default Access Policy: Read/Write
Current Access Policy: Read/Write
Disk Cache Policy   : Disabled
Encryption Type     : None
Default Power Savings Policy: Controller Defined
Current Power Savings Policy: None
Can spin up in 1 minute: No
LD has drives that support T10 power conditions: No
LD's IO profile supports MAX power savings with cached writes: NoBad Blocks Exist: No
PI type: No PI

Is VD Cached: No

网上有人仅仅通过RAID Level列中的Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0来判断,我认为不是很准确。先来了解下Primary、Secondary、RAID Level Qualifier啥意思?

Primary字段:基本上可以确定RAID的级别,但是无法区分是RAID-1和RAID-10,因为有情况下他们的Primary值都是Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0

在这种情况下如何区分RAID-1和RAID-10?我认为还得结合另外两列进行判断:

Number Of Drives per span   : 2    #每个区段有2块磁盘Span Depth                  : 3    #一共三个区段
结合primary-1,该RAID表示一共六块磁盘,每两个做RAID-1,最后将三个RAID-1做RAID-0

【总结:如何判断RAID级别】:

1)  除了RAID-1和RAID-10,其他级别通过Primary字段值就可以判断;

2) 至于RAID-1和RAID-10,还需要结合Number Of Drives (per span)、Span Depth两列的值,如果Span Depth值为1表示为RAID-1,不为1表示RAID-10;还有一种情况:Primary-1, Secondary-3, RAID Level Qualifier-0也是表示RAID-10;

 

 

2、判断RAID写入策略和电池状态

 

RAID的写入策略对IO性能有很大影响,有两种写入策略:

WriteBack:表示写入到磁盘缓存上,写入性能好,如果采用此策略,RAID必须支持电池可用,否则一旦断点,数据将丢失。
WriteThrough:表示直接写入到硬盘上,写入性能没有WriteBack好,一般没有电池时采用此策略

2.1)查看RAID的写入策略

[root()@xxxx ~]# MegaCli64 -LDInfo -Lall -aALL|

  Default Cache Policy: WriteThrough, ReadAheadNone, Direct, No Write Cache if Bad BBU
  Current Cache Policy: WriteThrough, ReadAheadNone, Direct, No Write Cache if Bad BBU

  如果是这个,表示采用WriteThrough策略

**********************************************************************************
Disk Cache Policy   : Disabled     #表示硬盘的cache,一般这里禁用,防止丢失数据

2.2)查看电池状态

[root()@xxxx ~]# MegaCli64 -adpbbucmd -aall |grep -E  'Battery State|Charger Status|isSOHGood|Relative State of Charge'                        Battery State     : Operational  #电池状态,operational表示正在运行
Relative State of Charge: 98 %   #电池电量,如果低于15%,那么写入策略会由WB转变为WC,IO性能下降,需要关注
Charger Status: Complete         #充电情况,表示已完成
isSOHGood: Yes                   #不是Yes需要关注

 

三、MySQL适合的RAID存储方案

 通过上面对RAID的了解,我们已经知道各级别RAID的优缺点,对于MySQL数据库的存储,如何选择RAID级别呢?

 我们可以根据MySQL各种文件类型分别选择,MySQL数据库重要的文件类型有:

1、数据文件(frm,ibd):存储核心的数据,非常重要,安全性要求高,同时需要频繁的写入、更新数据,磁盘性能要求也比较高,首先建议物理磁盘是SSD,对于RAID的选择,如果预算足够,建议RAID-10,其次是RAID-52、二进制日志文件:写入非常频繁,写性能要求高,由于从库依赖该文件,安全性也很重要,综合成本考虑,可以用两块SATA硬盘,做成RAID-1即可。3、redo文件,共享表空间文件:安全性要求高,如果预算足够,RAID-10,通常RAID-1也是可以的,一般而言,redo文件和共享表空间和数据文件存储在一起即可。


本文转自 bxst 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/13013670/1947023


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