基層廣電RAID陣列的運行維護(hù)

摘要：本文簡要闡述RAID磁盤陣列在基層區(qū)縣融媒體節(jié)目制作部門的使用現(xiàn)狀，結(jié)合本部門RAID陣列數(shù)據(jù)存儲工作實踐，談?wù)勎覀儗θ绾巫龊么疟P陣列維護(hù)運行、數(shù)據(jù)存儲方面的一些思考。

關(guān)鍵詞：RAID 數(shù)據(jù)存儲

背景：

當(dāng)今廣電科技發(fā)展日新月異，網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)在廣播電視融媒體領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨深入普遍，攝、錄、編、播、傳、存、顯各個環(huán)節(jié)都已經(jīng)實現(xiàn)了高清化、數(shù)字化，這里面“存”這個環(huán)節(jié)一直在后臺運行，平時不受關(guān)注，一旦損壞卻影響巨大。而對存儲的主要設(shè)備RAID的運行維護(hù)，對基層廣電技術(shù)人員而言是個巨大挑戰(zhàn)，據(jù)了解從RAID開始進(jìn)入?yún)^(qū)縣基層廣電部門，目前大多已進(jìn)入故障高發(fā)期，本文就這一課題展開討論無疑擁有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

一、RAID基礎(chǔ)知識

1.1 RAID的定義及常見使用方法

RAID 即獨立磁盤冗余陣列，其實就是用多個獨立的磁盤組合在一起形成一個大的磁盤系統(tǒng)，從而實現(xiàn)比單塊磁盤更好的存儲性能和更高的可靠性。按照組成磁盤的不同管理模式提供不同的存儲容量、數(shù)據(jù)校驗容錯、數(shù)據(jù)讀寫性能。

常見外置RAID磁盤陣列使用方法有以下兩種：

1、小型桌面應(yīng)用一般采用6盤位及以下磁盤陣列盒、硬盤陣列盒通過雷電或USB接口直連一臺主機(jī)，也可以共享出來供局域網(wǎng)其他機(jī)器作為一個大容量存儲使用，組成級別一般選擇RAID 5。

2、再大一些規(guī)模的RAID陣列使用，比如20臺非編的在線編輯或中心級別的媒資存儲，要求陣列存儲容量更大，數(shù)據(jù)安全性更高，一般采用12盤位以上，RAID 6級別的陣列，陣列通過FC光纖直連到非編網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)，供所有終端使用。

1.2 RAID的常用組成級別

RAID 0：

亦稱為帶區(qū)集，把多塊硬盤連接在一起而組成一個容量更大的存儲設(shè)備。處理數(shù)據(jù)時把數(shù)據(jù)分塊并且同時讀寫入組成RAID的磁盤，從而大大提高I/O速率。RAID0沒有冗余或錯誤修復(fù)能力。

RAID 1 ：

也稱為磁盤鏡像，2n塊硬盤只能提供n塊硬盤的存儲容量。每一個磁盤都具有一個對應(yīng)的鏡像盤。只要不是一組鏡像硬盤同時損壞不影響存儲數(shù)據(jù)安全。

RAID 3：

使用一個專門的獨立磁盤存放所有的校驗數(shù)據(jù)，而在剩余的磁盤中以與RAID0相似的方式分割并讀寫數(shù)據(jù)，即可視為“RAID3=RAID0+校驗盤”。

RAID 5：

在運行機(jī)制上，RAID 5和RAID 3完全相同，也是由幾個數(shù)據(jù)塊共享一個校驗塊。RAID 5和RAID 3的最大區(qū)別在于RAID 5不是把所有的校驗塊集中保存在一個專門的校驗盤中，而是分散到所有的數(shù)據(jù)盤中。硬盤的利用率為n-1。

RAID 6：

與RAID 5相比，RAID 6增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用。

二、本單位RAID磁盤陣列使用概述

2.1 本單位在線編輯RAID陣列的軟硬件配置

1、3U機(jī)架式，冗余電源，單控制器設(shè)計，控制器可快速替換，陣列控制器FC光口直連非編核心交換機(jī);

16塊西數(shù)ST3000NM0033企業(yè)級硬盤（支持熱插拔）;

4個RJ451000M以太網(wǎng)口，支持多種網(wǎng)口聚合方式;

RAID0，1，3，5，6，10，50，JBOD（支持全局動態(tài)熱備盤）;

管理方式支持鏈接擴(kuò)展柜進(jìn)行擴(kuò)容;

支持10臺非編，每臺兩層的GVHQ/HQX（1920x1080）文件的實時在線編輯。

2、系統(tǒng)采用安全的嵌入式Linux內(nèi)核，可有效防止病毒及木馬攻擊，并具有多網(wǎng)口聚合、斷電保護(hù)、QOS網(wǎng)絡(luò)帶寬管理，與非編終端組成了資源共享的網(wǎng)絡(luò)編輯組群。其靈活的擴(kuò)展性，便捷的文件交互、嚴(yán)格的分級權(quán)限管理為中心各制作部門提供了安全、高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作平臺。

2.2 本單位在線編輯RAID陣列幾年來的的運行情況

1、2015年系統(tǒng)購入時，初始陣列中16號盤位為熱備盤，其他15塊盤組RAID6，實際可用硬盤容量為13*3=39T。

2、2019年國慶假期間陣列告警，值班人員重啟后停止告警，節(jié)后登錄系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)16號盤狀態(tài)為在線，2號、8號盤狀態(tài)為廢棄，陣列狀態(tài)為降級。聯(lián)系廠家遠(yuǎn)程指導(dǎo)換兩塊同規(guī)格企業(yè)級硬盤，陣列經(jīng)過3天的數(shù)據(jù)重構(gòu)恢復(fù)正常，8號盤狀態(tài)變?yōu)闊醾浔P，數(shù)據(jù)未受任何損失。替換下的硬盤格式化后掛到辦公電腦上正常工作至今。

3、2021年3月，陣列未告警，記者反映登錄不了在線編輯系統(tǒng)，技術(shù)人員檢查發(fā)現(xiàn)3、11、12號硬盤指示燈亮紅燈，系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。關(guān)機(jī)插拔故障盤后3號盤亮綠燈恢復(fù)正常，11、12號盤仍然亮紅燈，聯(lián)系廠家遠(yuǎn)程指導(dǎo)處理故障恢復(fù)正常。但這一次故障徹底給我們敲響了警鐘，深刻認(rèn)識到存儲數(shù)據(jù)的寶貴，必須引以為戒，查找單位還有哪一些技術(shù)系統(tǒng)存在隱患，哪一些技術(shù)系統(tǒng)我們還不了解掌握。要先摸出個底來，分門別類采取相應(yīng)措施堵塞漏洞，讓單位技術(shù)保障能力上一個新臺階。

三、陣列使用實踐心得：

綜合兩次陣列故障處理過程，我們經(jīng)過學(xué)習(xí)分析，得出以下觀點：

1、磁盤陣列對組成陣列的磁盤要求嚴(yán)苛，一有不符合標(biāo)準(zhǔn)的硬盤出現(xiàn)，就會踢出陣列，啟用熱備盤進(jìn)行硬盤重構(gòu)，再出現(xiàn)壞盤而又沒有及時換盤，陣列就會降級，數(shù)據(jù)安全性大為降低。直至出現(xiàn)陣列崩潰數(shù)據(jù)丟失的災(zāi)難性后果。

2、故障及時發(fā)現(xiàn)對解決問題極為重要，除了注意系統(tǒng)報警外，還要定期登錄巡查，觀察陣列狀態(tài)，以防告警部分被關(guān)閉或故障出現(xiàn)的不告警。

3、保證同規(guī)格或高規(guī)格企業(yè)級硬盤的常態(tài)冷備，及時替換保證陣列中熱備盤正常工作。

4、陣列工作3、4年后或陣列中出現(xiàn)過壞盤，就要引起技術(shù)維護(hù)人員的高度重視。

5、數(shù)據(jù)流磁帶、光盤、離線硬盤等模式作為重要數(shù)據(jù)的異地異態(tài)勤備份，將大大提高存儲數(shù)據(jù)的安全性。

四、結(jié)束語

據(jù)了解，目前很多基層廣電部門的技術(shù)維護(hù)大都由傳統(tǒng)廣電的老技術(shù)人員承擔(dān)，高水平的專業(yè)計算機(jī)人才很少能充實到區(qū)縣基層一線，對磁盤陣列這類高價值設(shè)備，學(xué)習(xí)維護(hù)又有一定風(fēng)險的領(lǐng)域確實有較高門檻，存在本領(lǐng)恐慌，但現(xiàn)實情況又要求我們正確面對，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，勇于承擔(dān)起這份挑戰(zhàn)。希望此文能對行內(nèi)同事們有所幫助，筆者水平有限文中不當(dāng)之處敬請大家指正為謝。

作者簡介：

李世鵬（1972，11——），男，漢，籍貫：山東省濟(jì)南市萊蕪區(qū)，工程師，學(xué)歷：大專，研究方向：廣播電視工程。