一. 背景
Mysql作為數據庫, 在某些特定情況下會采用RAID(冗余磁盤陣列)進行存儲. 以保證數據庫的性能以及可靠性.
1.1. RAID種類
RAID(冗余磁盤陣列,Redundant Array of Independent Disks)是一種用于數據存儲的技術,它將多個磁盤驅動器組合成一個單一的邏輯單元,以提高數據的可靠性、安全性和性能。RAID可以通過冗余存儲數據來提高容錯能力,或通過分布式處理來提高讀寫速度,或兩者兼具。
RAID有多種級別,常見的包括:
-
RAID 0:條帶化。它將數據分割成塊,然后分布到多個磁盤上。這提高了讀寫速度,但不提供冗余,因此任何一個磁盤的故障都會導致數據丟失。
-
RAID 1:鏡像。每個數據塊有一個完全相同的副本存儲在另一個磁盤上。這提供了很高的數據可靠性,但成本較高,因為它需要雙倍的存儲空間。
-
RAID 5:分布式奇偶校驗。它將數據和奇偶校驗信息分布在所有磁盤上。如果一個磁盤失敗,可以通過剩余磁盤上的數據和奇偶校驗信息重建數據。它提供了較好的數據保護和較高的存儲效率。
-
RAID 6:雙重奇偶校驗。與RAID 5類似,但有兩個奇偶校驗塊,因此可以容忍兩個磁盤同時失敗。
-
RAID 10(或稱為RAID 1+0):鏡像和條帶化的結合。它結合了RAID 0的速度和RAID 1的數據冗余。
1.2. RAID中的鋰電池
在許多高端RAID控制器中,鋰電池用作備用電源來維持緩存內存的電力供應。這種設置主要是為了保護數據的完整性和安全性。
-
緩存數據保護:RAID控制器通常包含一定量的緩存(通常是RAM),用于暫存寫入磁盤的數據,以提高整體的寫入性能。在正常操作期間,這些數據最終會被寫入到磁盤上。然而,在突發的電力中斷或系統故障時,未寫入磁盤的緩存數據可能會丟失。鋰電池能夠在電源故障時為緩存提供備用電源,以確保這些數據可以在電源恢復后安全地寫入磁盤。
-
維持操作:在電源突然中斷的情況下,鋰電池可以為RAID控制器提供足夠的電力,使其繼續運行一段時間,足以處理當前的寫操作并確保數據的一致性和完整性。
-
增強性能:使用緩存可以顯著提高RAID系統的性能,尤其是在高負載情況下。鋰電池確保了即使在電力不穩定的情況下,緩存的數據也不會丟失,從而維持系統性能。
-
減少數據恢復時間:如果沒有電池支持,電源故障可能導致數據丟失或文件系統損壞,恢復這些數據可能非常耗時甚至不可能。有了電池備份,這種風險大大降低,系統恢復時間也更短。
因此,鋰電池在RAID系統中充當關鍵角色,它不僅保護數據免受突發電源中斷的影響,還幫助維護系統的整體性能和穩定性。這使得鋰電池成為數據中心和需要高數據可靠性的業務環境中不可或缺的組件。
1.3. RAID中鋰電池帶來的問題.
RAID(冗余磁盤陣列)系統通常使用鋰電池來保持緩存數據在突然斷電時不丟失。鋰電池放電問題可能會影響RAID系統的性能和數據完整性。
鋰電池是存在性能衰減問題的,所以一般來說鋰電池都是要配置定時充放電的,也就是說每隔30天~90天(不同的鋰電池廠商是不一樣的),就會自動對鋰電池充放電一次,這可以延長鋰電池的壽命和校準電池容量。
問題清單如下:
-
電池老化:隨著時間的推移,鋰電池的容量會逐漸減少,導致放電速度加快。解決方案是定期更換老化的電池,以保持RAID系統的正常運行。
-
溫度影響:高溫或低溫都會影響鋰電池的放電性能。解決方案是確保RAID系統所在環境的溫度適宜,避免極端溫度條件。
-
軟件問題:有時候RAID控制器的固件或驅動程序中的bug可能會導致電池放電問題。解決方案是升級到最新的固件和驅動程序,以確保系統穩定性。
-
電池接觸不良:如果電池與RAID控制器的連接存在問題,可能會導致電池無法正常放電。解決方案是檢查并確保電池與控制器的連接良好。
-
電池管理系統(BMS)問題:電池管理系統負責監控和控制電池的充放電。如果BMS出現問題,可能會導致電池無法正常放電。解決方案是檢查BMS并進行必要的維修或更換。
二. 如何解決
-
給RAID卡把鋰電池換成電容,電容是不用頻繁充放電的,不會導致充放電的性能抖動,還有就是電容可以支持透明充放電,就是自動檢查電量,自動進行充電,不會說在充放電的時候讓寫IO直接走磁盤,但是更換電容很麻煩,而且電容比較容易老化,這個其實一般不常用
-
手動充放電,這個比較常用,包括一些大家知道的頂尖互聯網大廠的數據庫服務器的RAID就是用了這個方案避免性能抖動,就是關閉RAID自動充放電,然后寫一個腳本,腳本每隔一段時間自動在晚上凌晨的業務低峰時期,腳本手動觸發充放電,這樣可以避免業務高峰期的時候RAID自動充放電引起性能抖動
-
充放電的時候不要關閉write back,就是設置一下,鋰電池充放電的時候不要把緩存級別從write back修改為write through,這個也是可以做到的,可以和第二個策略配合起來使用
總結: 根據需要人工控制,觸發放電. 避免高峰期操作.