RAID 磁盘阵列

Raid

磁盘阵列：Redundant Arrays of Independent Disks RAID，数块独立磁盘构成具有冗余能力的阵列

磁盘阵列是由很多块独立的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组：

　　提高IO能力：

　　　　磁盘并行读写

　　提高耐用性：

　　　　磁盘冗余来实现

　　级别：多个磁盘组织在一起的工作方式有所不同；

RAID实现的方式：

　　　　外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力

　　　　内接式RAID：主板集成RAID控制器

RAID的组成方式有很多级别

　　级别：level 

　　RAID-0：0，条带卷，strip；

　　RAID-1：镜像卷，mirror；

　　..........

　　RAID-5:

　　RAID10:

　　RAID01:

RAID-0：

RAID-0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。

RAID-0的缺点是不提供数据冗余，因此一旦用户数据损坏，损坏的数据将无法恢复。只要其中一块硬盘出现问题就会导致整个数据的故障

 

读写性能提升；

可用空间：N*min（s1，s2，.....）

无容错能力

最少磁盘数：2，2+

 

RAID-1：

　　

 

RAID-1通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID-1可以提高读取性能。RAID-1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。

 

读性能提升、写性能略有下降；

可用空间：1*min（s1，s2，.....）

有冗余能力

最少磁盘数：2，2+

RAID-5

 

RAID-5是RAID-0和RAID-1的折中方案。RAID-5具有和RAID-0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID-5的磁盘空间利用率要比RAID-1高，存储成本相对较低，是目前运用较多的一种解决方案。

读写性能提升RAID-5把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID-5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上，其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据，也就是说有相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息。因此当RAID-5的一个磁盘发生损坏后，不会影响数据的完整性，从而保证了数据安全。当损坏的磁盘被替换后，RAID还会自动利用剩下奇偶校验信息去重建此磁盘上的数据，来保持RAID-5的高可靠性。

 

可用空间：(N-1)*min(s1,s2,....)

有容错能力：1快磁盘

最少磁盘数：3，3+

RAID10：

 

 

Raid-10其实结构非常简单，首先创建2个独立的Raid-1，然后将这两个独立的Raid-1组成一个Raid-0，当往这个逻辑Raid中写数据时，数据被有序的写入两个Raid-1中。磁盘1和磁盘2组成一个Raid-1，磁盘3和磁盘4又组成另外一个Raid-1;这两个Raid-1组成了一个新的Raid0。如写在硬盘1上的数据1、3、5、7，写在硬盘2中则为数据1、3、5、7，硬盘中的数据为0、2、4、6，硬盘4中的数据则为0、2、4、6，因此数据在这四个硬盘上组合成Raid-10，且具有raid0和raid1两者的特性。
虽然Raid-10方案造成了50%的磁盘浪费，但是它提供了200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性，并且当同时损坏的磁盘不在同一Raid-1中，就能保证数据安全性。假如磁盘中的某一块盘坏了，整个逻辑磁盘仍能正常工作的。
当我们需要恢复RAID-10中损坏的磁盘时，只需要更换新的硬盘，按照RAID-10的工作原理来进行数据恢复，恢复数据过程中系统仍能正常工作。原先的数据会同步恢复到更换的硬盘中。 

读、写性能提升

可用空间: N*min(s1，s2，....)/2

有容错能力，每组镜像最多只能坏一块

最少磁盘数：4，4+

 

mdadm：模式化的工具
命令的语法格式： mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>
支持的RAID级别：LINEAR，RAID0, RAID1, RAID4,RAID5, RAID6, RAID10;

　　模式：
　　　　创建：-C
　　　　装配：-A
　　　　监控：-F
　　　　管理：-f，-r，-a

<raiddevice>: /dev/md#
<component-devices>: 任意块设备

　　-C：创建模式
　　　　-n # : 使用#个块设备来创建此RAID；
　　　　-l #：指明要创建RAID的级别；
　　　　-a {yes|no} ： 自动创建目标RAID设备的设备文件；
　　　　-c CHUNK_SIZE：指明块大小；
　　　　-x #：指明空闲盘的个数；

　　例如：创建一个10G可用的空间的RAID5：

　　-D：显示raid的详细信息：
　　　　mdadm -D /dev/md#

　　管理模式：
　　　　-f：标记指定磁盘为损坏
　　　　-a：添加磁盘
　　　　-r：移除磁盘

　　观察md的状态：
　　　　cat /proc/mdstat

虚拟机创建RAID-10测试

 

 

 

虚拟机添加了4快硬盘

启动虚拟机

fdisk -l 查看现有的硬盘 ，可以看到新加的sbd，sdc，sdd，sde

 

mdadm -C /dev/md0  -n 4 -c 256  -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

创建RAID10

cat /proc/mdstat

查看加载状态

mkfs.ext4 /dev/md0

格式化md0 为ext4文件格式

mkdir /home/mydata

创建挂载目录

blkid /dev/md0

查看文件类型和UUID

vim /etc/fstab

编辑fstab  开机自动挂载