MySQL数据库Raid存储方案

作为一名DBA，选择自己的数据存储在什么上面，应该是最基本的事情了。但是很多DBA却容易忽略了这一点，我就是其中一个。之前对raid了解的并不多，本文就记录下学习的raid相关知识。

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-0
Size                : 278.875 GB
Is VD emulated      : No
Mirror Data         : 278.875 GB
State               : Optimal
Strip Size          : 64 KB
Number Of Drives    : 2
Span Depth          : 1
Default 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: No
Bad 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-0
Size                : 2.180 TB
Is VD emulated      : Yes
Mirror Data         : 2.180 TB
State               : Optimal
Strip Size          : 64 KB
Number Of Drives per span   : 2
Span Depth          : 3
Default 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: No
Bad 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|grep 'Cache Policy'
**********************************************************************************
Default Cache Policy: WriteBack, ReadAdaptive, Direct, Write Cache OK if Bad BBU
Current Cache Policy: WriteBack, ReadAdaptive, Direct, Write Cache OK if Bad BBU 
以上表示采用WriteBack（回写）策略，如果电池坏了也强制写入cache

  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-5

2、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。

参考文章：

                  http://www.chinastor.com/a/jishu/raid/yes.html

                  http://blog.csdn.net/haiross/article/details/38557373

                  http://ju.outofmemory.cn/entry/92025