问题描述

在磁盘中，通常内置缓存模块，用于提高磁盘性能。写入磁盘的数据，可能并没有直接写入磁盘，而是写入该缓存中，以提高性能。

但是在电源故障时，缓存数据将会丢失。如果该缓存中包含为写入文件系统的元数据，在意外断电后，可能会导致文件系统的损坏。

本文将介绍如何配置磁盘缓存，以防止出现在电源故障时出现数据损坏的问题。

影响数据访问的缓存

在计算机中，有以下几种类型的缓存。

操作系统缓存

在现代操作系统中，使用“页缓存”。数据将首先写入该缓存，然后定期写入底层内存系统（可能是RAID控制器，或者直接写入磁盘）。

使用free命令，可以查看页缓存的内存大小（查看“buff/cache”列）。

如果出现电源故障，在页缓存中的数据将会丢失。

控制器（RAID Controller）缓存

这里“控制器”指“RAID控制器”。控制器缓存同样用于提高性能，但是在电源故障时，依旧会导致缓存数据丢失。除非在控制器中具有BBU或ZMCP特性。

BBU（BARTTERY BACKUP UNIT，备用电池单元），用于保护控制器缓存。在电源故障时，电池会持续供电，大约72小时，以防止缓存数据丢失。如果服务器在这期间启动，便可恢复缓存数据。另外，由于电池寿命有限，要注意电池的更换。

ZMCP（ZERO MAINTENANCE CACHE PROTECTION，零维护缓存保护），也用于保护缓存。它会将缓存数据写入闪存，以保护缓存数据。

磁盘缓存

磁盘通常也内置缓存，但是该缓存没有任何保护（某些磁盘可能有保护）。在电源故障时，将会出现数据丢失的情况。

在电源故障时，由缓存数据丢失带来的风险

最坏的情况：控制器电源保护模块故障，在电源故障时，数据将会丢失。

另外，我们组建软件磁盘阵列，没有缓存保护模块，在电源故障时，数据将会丢失。对于我们来说，没有太多选择，只能禁用磁盘缓存，但是这会降低磁盘性能。

下面我们将讨论避免风险的方法。

降低由缓存丢失带来的风险

在使用RAID Controller缓存时

如果使用BBU进行缓存保护，要注意电池的寿命，根据官方建议及时更换电池。并且要留意电池供电时长，如果超过该时长，数据依旧会丢失。

如果使用ZMCP进行缓存保护，缓存会被“永久”存储，通常不需要过度担心。

在使用磁盘缓存时

如果使用磁盘缓存（像我们的软件磁盘阵列），只能禁用磁盘缓存（毕竟缓存没有任何保）。虽然会带来性能损失，但是为了数据安全，这是值得的。

关于磁盘缓存设置，这里不再展开，可以参考 磁盘缓存 相关的内容。

参考文献

RAID Controller and Hard Disk Cache Settings