RAID磁盘介绍与配置方法

一.RAID磁盘阵列介绍

RAID是（Redundant Arrays of Inexpensive Disk）缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列, RAID可以通过技术（软件或者硬件）将多个较小的磁盘整合成为一个较大的磁盘设备，而这个较大的磁盘功能可不止存储而已，它还具有数据保护的功能， 整个RAID由于选择的级别（level）不同，而使得整合后的磁盘具有不同的功能，基本常用的level有以下几种

1.1 RAID 0（条带化存储）— 性能最佳

1. N块硬盘并行组合成一个新的逻辑盘
2. 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
3. RAID 0只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
4. RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

1.2 RAID 1（镜像存储）— 完整备份

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
2. 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
3. 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。

1.3 RAID 5

1. 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份校验数据,共N份数据在N块盘上循环均衡存储
2. 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
3. (N-1) /N磁盘利用率
4. 可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据

1.4 RAID 6

1. N (N>=4) 块盘组成阵列，(N-2) N磁盘利用率
2. 与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块
3. 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
4. 相对于RAID 5有更大的“写损失"因此写性能较差

1.5 RAID 1+0（先做镜像，再做条带）

1. N (偶数，N>=4)块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
2. N/2磁盘利用率
3. N/2块盘同时写入，N块盘同时读取
4. 性能高，可靠性高

1.6 RAID 0+1（先做条带，再做镜像）

1. 读写性能与RAID 1 0相同
2. 安全性低于RAID 1 0
3. 使用较少

二. 各级RAID对比

RAID级别	硬盘数量	磁盘利用率	是否有校验	保护能力	写性能
RAID 0	N	N	无	无	单个硬盘的N倍
RAID 1	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
RAID 5	N>=3	(N-1)/N	有	允许一个硬盘故障	需写计算校验
RAID 6	N>=4	(N-2)/N	有	允许两个硬盘故障	需双重写计算校验
RAID 1+0	N>=4（偶数）	N/2	无	允许两个硬盘故障	N/2块盘同时写入

三.硬件磁盘阵列

3.1 磁盘阵列介绍

磁盘阵列是通过磁盘阵列卡（上图所示）来完成磁盘阵列的功能，磁盘阵列卡上面有一块专门的芯片用于处理RAID任务，因此在性能方面会比价好。在很多任务（例如RAID5奇偶校验值计算）中，磁盘阵列并不会重复消耗原本系统的I/O总线，理论上性能会较佳，此外目前一般的中高级磁盘阵列卡都支持热插拔，即在不关机的情况下抽换损坏的磁盘，在系统的恢复和数据的可靠性方面非常好用

3.2 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/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
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

3.3 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

四.配置RAID5步骤

4.1添加四块硬盘并创建分区，修改参数为fd

4.2 创建RAID5

mdadm -Cv /dev/md0 -l5 /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/md0	创建RAID5 的名称
-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
-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	de1用于做备份盘

4.3 查看RAID磁盘详细信息

查看RAID创建状态信息
cat /proc/mdstat 
mdadm -D /dev/md0

第十秒刷新一次
wathc -n 10 'cat /proc/mdstat' 

4.4 查看磁盘详是否已经创建RAID

mdadm -E /dev/sdb1  //查看sdb1 是否已经创建RAID

4.5 挂载到/opt目录下

4.5 指定故障硬盘并查看

指定故障盘
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdc1  //指定sdc1故障

查看
mdadm -D /dev/md0

4.6 配置RAID文件

4.6 mdadm 其他命令

mdadm / dev/md0 -f  /dev/ sdb1  //指定故障硬盘
mdadm / dev/md0 -r  /dev/ sdb1  //移除故障硬盘
mdadm / dev/md0 -a  /dev/ sde1  //重新添加硬盘

-r	移除设备
-a	添加设备
-S	停止RAID
-A	启动RAID

总结

1. 创建RAID5新建分区时记得修改参数为fd,并指定三个做主盘，一个做备份 ，如果不清楚此盘是否已经创建RAID可使用mdadm -E查看，然后格式化并挂载到对应目录下。
2. 设置配置文件前是查看是否有mdadm.conf文件，配置文件可使用从镜像输出或追加输出。