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天天向上之冗余!你敢说是多余的设计

gecimao 发表于 2019-05-12 21:59 | 查看: | 回复:

  上一篇《天天向上》系列文章简要的为大家介绍了,什么是服务器,服务器的简单分类,服务器从哪儿来和它可能往哪儿去~这一篇我们说说干货:冗余。

  继上一篇文章我们与服务器有过“一面之缘”后,我们可以渐渐深入的了解一下服务器,探一探服务器之所以是服务器,它主要的与众不同在哪儿?

  作为PC的一种高级存在,服务器可以分成:入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器。以上四种类型的服务器是各有各的特点。其中,企业级服务器主要适用于大型企业和重要行业(如金融,证券,交通,邮电,通信等行业),这些领域需要处理大量的数据,高处理速度和对可靠性极高的要求。

  要满足以上这些条件,服务器就必须做到——高可用性,容错性,负载均衡和可扩展性等特点!

  可用性是通过计算机组件的鲁棒性(Robustness)系统中的冗余(Redundancy)来提供的。集群服务是提供冗余的一种方法,用于在硬件故障时保护访问。

  可能很多人见到冗余二字的第一反应可能是:多余。而这里需要为服务器冗余部件正名!看谁还敢说我多余!冗余是重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。

  正如我们所知,硬盘有着存储信息的功能,通常,我们主要应用的是机械式硬盘HDD,它的性能主要由盘片的转速而定(7.2K,10K或15Krpm等)。现在还有一种以读速度而闻名的硬盘SSD(固态硬盘),SSD主要被部署在对写磁盘要求较低的服务器中,比如前端网络服务器等,而HDD硬盘更倾向于应用在文件服务器中。

  RAID就是一种把多块独立的硬盘,按照不同的方式组合起来,形成的一个硬盘组,从而提供比单个硬盘更高的存储性能,并提供相应的数据备份功能。但从用户角度看来,RAID就像是一个硬盘,用户可以对它进行区分,格式化等操作。

  事实上,冗余不仅不是多余的,还是服务器与众不同,能不间断工作的关键因素之一。

  独立磁盘冗余阵列RAID能够为服务器提供更快的速度,和更高的安全性。当然依据采取的方案不同,所要花费的成本,可用性和性能都会有所不同。一般来说,RAID可以划分为从0至6多种组合的层级划分和相应的效果。

  要选择一个最佳的RAID方案,需要平衡服务器角色和诸如成本,性能和安全性等因素。

  性能之最--RAID1。RAID1也被称为镜像(Mirror)或双工,它能够最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。但相对其它RAID来说,50%磁盘利用率,也使它成为相当昂贵的方案。

  速度之王--RAID0。如果不要求可用性,RAID0代表了RAID级别中最高的性能。

  但实际上,作为速度之王,RAID0并不提供冗余,所以并未真正实现RAID,且一个磁盘故障就会导致整个阵列乃至服务器出现故障,它损失了RAID的安全性。但却适用于只读数据,对于这种数据存取速度比冗余重要得多。

  中庸之王--RAID5。RAID5可以理解为是RAID0和RAID1的折中方案。因为它安全级别要比镜像低,而磁盘空间利用率要比镜像高。

  当向设备中添加磁盘时,容错能力会下降,但磁盘空间会增减。例如,如果使用三个磁盘来配置RAID5,那么每个磁盘都将为奇偶校验信息预留1/3的磁盘空间,适用3个80GB的磁盘配置是,会得到160GB的可用卷。

  无疑,一个企业的RAID配置是需要性能,成本,可用性多方位衡量的。只有找到最适合自己企业的RAID方案,才能为公司提供最高效的工作效率,为用户提供最优质的服务水平。

  冗余,绝不意味着多余。虽只有一字之差,但却差之千里。当然冗余除了RAID这种形式的存在,还在服务器的方方面面有所体现。比如冗余电源,冗余冷却(风扇)等。

  通常,电源问题都是由电涌,电压骤降,掉电,电磁干扰等原因导致的。为了提供负载均衡和冗余,企业级服务器可能拥有二至三份额PSU(电源装置)。无需且断电系统电源,就能更换如插拔的PSU。

  PS:闲置的PSU或风扇托架应当填满空白板,以保持机箱内部良好的通风和冷却。

  滤波装置可用于保护整个电源电路不受电涌的影响,但它们无法消除或减少掉电的影响。然而,不间断电源(UPS)中通常内置有线路调节器,他能消除所有电源故障的影响。

  UPS所支持的时间要足够代替电源开始工作,或至少允许管理员正常关闭服务器。UPS通常还能在断电时向与它相连的PC报警,使管理员注意到该问题。

  断电后的转换期间宫殿会瞬间终端,服务器供电装置应当支持10-20ms的断电后恢复能力,也意味着在这段时间内它能继续工作。UPS需在保持时间(5ms内)完成切换。大多数重要计算机系统需要至少5分钟UPS电力。这提供了正常关闭系统所需的时间。

  企业级服务器将提供两个或更多冗余冷却风扇。如果一个风扇出现故障,其他风扇仍然能充分地冷却机箱,知道故障风扇被替换为止。冗余风扇也可能支持热插拔,因此无需关闭服务器就能将他们换出。

  服务器的负载均衡和冗余某种程度上代表着这个服务器的专业性,它就是像为汽车所配备的备胎,随时准备应对各种突发状况,为车辆的正常行驶使提供着双重保障。

  当然只靠RAID,电源冗余和冷却冗余无法保障设备的零宕机。它还需要全方位配合,比如,软硬件相互配合,运维人员的细心监测等。

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