目录

1、RAID磁盘真理详解

2、阵介绍与真机配置列卡

3、构建软RAID磁盘整列

 总结

1、RAID磁盘真理详解

（1）RAID磁盘整列介绍

■是Redundant Array of lndependent 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

●RAID 0 、RAID 1、RAID5 、RAID 6、RAID1+0等

（2）RAID 0磁盘阵列介绍

■RAID 0

●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，因此具有很高的数据传输率，但没有数据冗余

●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特点：

1、最少需要 两块磁盘组成 

2、数据条带分布式

3、没有冗余  性能最佳（不能存储镜像、校验信息）

4、不能应用于对数据安全性要求高的场合

（3）■RAID 1

●通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成堆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，而不需要重组是失效的数据

 RAID 1特点

 1、最少需要两块磁盘

2、提供数据的备份

3、性能好

（4）RAID 5

●N (N>=3)块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有1分校验数据，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1块盘，不影响所有数据

■ RAID5特点

1、最少3块磁盘

2、数据条带形式分布

3、以奇 偶 校验作冗余

4、合适读多少写的情景，是性能与数据最佳的折中方案

（5）RAID 6

●N （N>=4） 块盘组成整列，（N-2）/N磁盘利用率

●与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇 偶校验信息快

●两个独立的奇 偶系统使用不同的算法，及时两块磁盘同时失效也不会影像数据的使用

●相对RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差

（6）RAID 1+0 

●N (偶数，N>=4)块盘两镜像后，在组合成一个RAID 0

●N /2磁盘利用率

●N/2快盘同时写入，N块盘同时读写取

●性能高，可靠性高

 RAID 1 0特点

1、最少4块磁盘

2、先按RAID 0 凤城两组，在分别对两组按RAID 1 方式镜像

3、兼顾冗余（提供镜像储存）和性能（数据条带形分布）

4、在实际应用中较为常用

（7）扩展

RAID条带（strip）：是吧连续的数据分割成相同大小的数据块，把每段数据分别写入到阵列中的不同磁盘上的方法。简单的说，条带是一种将多个磁盘驱动器合并称为一个卷的方法许多情况下，这时通过硬件控制器来完成的

RAID中主要有三个关键概念和技术：镜像（mirroring）、数据条带（data stripping）和数据校验（data parity）

镜像：将数据复制到多个磁盘，一方面可以提高可靠性，另一方面可并发从两个或多个副本读取数据来提高读性能，显而易见，镜像的写性能要稍低，确保数据正确的写到多个磁盘需要更多的时间消耗

数据条带：将数据分辨保存在多个不同的磁盘，多个数据分片共同组成一个完整数据副本，这与镜像的多个副本是不同的，他通常用于性能考虑，数据条带具有更高的并发力度当访问数据时，可以同时对位于不同磁盘上数据进行读写操作，从而获得非常可观的I/O性能提升

数据校验：利用冗余数据进行数据错误检测和修复，冗余数据通常用海明码、异或操作等算法来计算获得 利用校验功能，可以很大程度上提高磁盘阵列的可靠性、鲁棒性（稳定性）和容错能力。不过数据校验需要从多处读取数据并进行计算和对比，会影响系统性能

不同等级的raid 采用一个或多个以上的三种技术，来获得不同的数据可靠性、可用性和I/O性能。至于设计何种raid（甚至新的等级或类型）或采用何种模式 raid，需要在深入理解系统需求的前提下进行合理选择，总和评估可靠性、性能和成本来进行折中的选择

2、阵介绍与真机配置列卡

■阵列卡是用来实现RAID功能的板卡

■通常是由I/O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

■不同的RAID卡支持的RAID功能不同

    ●例如支持RAID0、RAID1、 RAID5、RAID10等

■RAID卡的接口类型

    ●IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

阵列卡的缓存

■缓存(Cache)是RAID卡与处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
 

■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
 

■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

3、构建软RAID磁盘整列

案例：构建软RAID磁盘阵列

■需求描述：

●为Linux服务器添加4块SCSI硬盘

●使用mdadm软件包，构建RAID5磁盘阵列，提高磁盘存储的性能和可靠性
 

安装mdadm

■准备用于RAID阵列的分区

●为Linux服务器添加4块SCSI硬盘，并使用fdisk工具各划分出一块2GB的分区，依次为

/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1

●将其类型ID更改为“fd”，对应为“Linux raid autodetect”，表示支持用于RAID磁盘阵列

■创建RAID设备并建立文件系统

■挂载并使用文件系统

■RAID阵列的管理及设备恢复

●扫描或查看磁盘阵列信息

●启动/停止RAID阵列

●设备恢复操作
   模拟阵列设备故障
   更换故障设备，并恢复数据

添加4个磁盘每个20G

 再将每个硬盘做成RAID分区（fd）

 做好后

 设置RAID5 并设置sde1设置成备份盘（[root@localhost ~]# mdadm -C -v /dev/md5 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1）

 查看并格式化（[root@localhost ~]# ls /dev/md*
/dev/md5
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md5）

 创建挂载点 并挂载

拷贝etc下的文件到当前目录（测试是否可用）

查看RAID5详细信息（[root@localhost etc]# mdadm -D /dev/md5）（[root@localhost etc]# cat /proc/mdstat）

 测试：去掉一个拷贝过来的etc下面的一个盘，看看是否会有影响（此时删掉一个sdb1 备份正在顶替 传输上去）

此时已经完成备份顶替

 测试RAID 1 0：

创建两个RAID 1

 创好后 将两个RAID 1 放入RAID 0中 并查看（[root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1    [root@localhost ~]# mdadm -E /dev/sd[b-e]1）

 现在RAID1 中sdb1是处于停滞状态 sdc1启动状态

 此时sdc是开启状态 关闭 sdc  （[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md10）

 这时md0中的sdb1和sdc1的状态[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md0   sdc1被关闭 sdb1顶替

 总结

■RAID提供比单个硬盘具有更高的存储性能和提供数据备份技术

■常用的RAID级别
    ●RAIDO、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0等

■阵列卡及缓存

■软RAID磁盘阵列构建方法