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一、RAID磁盘阵列
1、RAID磁盘阵列介绍
- 是Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列
- 把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘) ，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术
- 组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)
- 常用的RAID级别
2、RAID级别
组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别（RAID Levels）
●常用的RAID级别
RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0等
3、RAID 0 磁盘阵列介绍
RAID 0 (条带化存储)
●RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余。
●RAID 0只是单纯的提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
●RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合
Raid 0 是 N块硬盘并行，成为一个新的逻辑盘
从图可以看出： 其中一块硬盘坏掉，我们的数据就丢失了，无法防止数据丢失。
RAID 0即Data Stripping（数据分条技术）。整个逻辑盘的数据是被分条（stripped）分布在多个物理磁盘上，可以并行读/写，提供最快的速度，但没有冗余能力。要求至少两个磁盘。我们通过RAID 0可以获得更大的单个逻辑盘的容量，且通过对多个磁盘的同时读取获得更高的存取速度。RAID 0首先考虑的是磁盘的速度和容量，忽略了安全，只要其中一个磁盘出了问题，那么整个阵列的数据都会不保了。
问：RAID0至少几块盘？
答：RAID0最少要两块硬盘才能实现。
4、 RAID 1磁盘阵列介绍
RAID 1（镜像存储）
●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。
可以理解成只有一块硬盘正常工作，另一块硬盘正常情况下只做备份的用途，当前一块硬盘坏掉时，用于备份的会直接顶上
N（偶数）块硬盘组合成一组镜像，N/2容量
RAID 1，又称镜像方式，也就是数据的冗余。在整个镜像过程中，只有一半的磁盘容量是有效的（另一半磁盘容量用来存放同样的数据）。同RAID 0相比，RAID 1首先考虑的是安全性，容量减半、速度不变。
问：RAID1至少几块盘？
答：RAID1最少要两块硬盘才能实现。
5、RAID 5 磁盘阵列介绍
RAID 5 磁盘阵列是当前生产环境中用的最多的
●N(N≥3)块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份校验数据，共N份数据在N块盘上循环均衡存储
●N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高
●（N-1）/N 磁盘利用率
●可靠性高，允许坏一块盘，不影响所有数据
问：RAID5需要几块硬盘?为什么损失一个盘的容量?
答：至少3块。
RAID5把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5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RAID5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RAID5的高可靠性。
6、RAID 6 磁盘阵列介绍
●N（N≥4）块盘组成阵列，（N-2）/N 磁盘利用率
●与RAID 5相比，RAID 6增加了第二块独立的奇偶校验信息块
●两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用
●相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差
7、RAID 1+0 磁盘阵列介绍
RAID 1+0 (先做镜象，再做条带)
● N (偶数，N>=4)。块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
● N/2磁盘利用率
● N/2块盘同时写入，N块盘同时读取
● 性能高，可靠性高
RAID 0+1 (先做条带，再做镜象)
●读写性能与RAID 10相同
●安全性低于RAID 10
RAID 1+0故障率 1/3
RAID 0+1故障率 2/3
| RAID级别 | 硬盘数量 | 硬盘利用率 | 是否有校验 | 保护能力 | 写性能 |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID0 | N | N | 无 | 无 | 单个硬盘的N倍 |
| RAID1 | N（偶数） | N/2 | 无 | 允许一个设备故障 | 需写两对存储设备，互为主备 |
| RAID5 | N≥3 | （N-1）N | 有 | 允许一个设备故障 | 需写计算校验 |
| RAID06 | N≥4（偶数） | N/2 | 无 | 允许两个基组各坏一个 | N/2块盘同时写入 |
二、阵列卡
（一）、阵列卡介绍
1、阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
2、通常是由 I/0 处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
3、不同的RAID卡支持的RAID功能不同
例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等
4、RAID卡的接口类型
IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口
（二）、阵列卡的缓存
1、缓存（Cache）是RAID卡与外部总线交换数据的场所，RAID卡先将数据传送到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据
2、缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素
3、不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几兆到数百兆容量不等
三、创建软RAID磁盘列阵步骤（详情参考第二篇博客）
1、检查是否已安装 mdadm 软件包
rpm -q mdadm
yum install -y mdadm
2、使用fdisk工具更管理磁盘分区
/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde 划分出主分区sdb1、 sdc1、
sdd1、sde1，并且把分区类型的 ID 标记号改为"fd"
fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc
3、创建 RAID 设备
- 创建RAID5 步骤
mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd [bcd]1 -x1 /dev/sde1
-C：表示新建
-v：显示创建过程中的详细信息
/dev/mdo：创建RAID5的名称
-a yes：–auto,表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略
-l：指定RAID的级别, l5表示创建RAID5
-n：指定使用几块硬盘创建RAID, n3表示使用3块硬盘创建RAID
/dev/sd [bcd]1：指定使用这四块磁盘分区去创建RAID
-x：指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘，x1表示保留1块空闲的硬盘作备用
dev/sde1：指定用作于备用的磁盘
- 创建RAID10 (先做镜象，再做条带)
mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd [bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd [de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1
4、查看RAID磁盘详细信息
cat /proc/mdstat #查看创建RAID的进度
或者
mdadm -D /dev/md0
5、检查磁盘是否己做RAID
mdadm -E /dev/sd [b-e]1
6、创建并挂载文件系统
mkfs -t xfs /dev/md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
vim /etc/fstab
/dev/md0 /myraid xfs defaults 0 0
7、实现故障恢复
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 #模拟/dev/sdb1故障
mdadm -D /dev/md0 #查看发现sde1已顶替sdb1
8、mdadm命令其它常用选项
r：移除设备
-a：添加设备
-S：停止RAID
-A：启动RAID
mdadm -S /dev/md0
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1