RAID磁盘阵列详解：性能与冗余的平衡-优快云博客

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RAID磁盘阵列详
构建软RAID磁盘阵列
案例命令
总结

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
●RAID0，RAID1，RAID5，RAID6, RAID1+O等

RAID 0 磁盘阵列介绍
●RAID O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 O只是单纯地提高性能，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
●RAID0不能应用于数据s安全性要求高的场合

对数据要求不高，只要求效率情况下使用

RAID 1 磁盘阵列介绍
●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
●RAID1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

RAID 5 磁盘阵列介绍
●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
●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

3备1

RAID条带(strip）是把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为一个卷的方法。
许多情况下，这是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 stri)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，确保数据正确地写到多个磁盘需要更多的时间消耗。

数据条带:将数据分片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，它通常用于性能考虑。数据条带具有更高的并发粒度，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，冗余数据通常采用海明码、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）或采用何种模式的 RAID，需要在深入理解系统需求的前提下进行合理选择，综合评估可靠性、性能和成本来进行折中的选择

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，RAID6增加了第二个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

RAID 1+0 磁盘阵列介绍
●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的特点
1）最少需要两块磁盘
2）数据条带分布式
3)没有冗余，性能最佳（不存储镜像、校验信息)
4)不能应用于对数据安全性要求高的场合
RAID 1 的特点
最少需要两块磁盘
提供数据冗余
性能好
RAID 5特点
最少3块磁盘
数据条带形式分布以奇偶效验作冗余
适合多读少写的情景，是性能与数据冗余最佳的折中方案
RAID 10
最少4块磁盘
先按RAID 0分成两组，再分别对两组按RAID1方式镜像兼顾冗余（提供镜像存储）和性能（数据条带形分布)
在实际应用中较为常用

案例:构建软RAID磁盘阵列3-1
需求描述
·为Linux服务器添加4块SCSl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

案例:构建软RAID磁盘阵列3-2
■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1
■创建RAID设备并建立文件系统
■挂载并使用文件系统
案例:构建软RAID磁盘阵列3-3
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

构建RAID5并验证

添加硬盘，分4个
for i in /sys/class/scsi_host/host*/scan;do echo "- - -" > $i; done 扫描硬盘
fdisk -l
rpm -q mdadm
fdisk /dev/sdb
创建n 然后t fd替换
mdadm -C -v /dev/md5 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
ls /dev/md*
mkfs.xfs /dev/md5
mkdir /myraid5
mount /dev/md5 /myraid5
df -h
cd /myraid5
cp -r /etc/ ./
ls
cd /myraid/etc/
ls
vim yum.conf
mdadm -D /dev/md5
mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb1 卸掉一块盘
cd etc
cat yum.conf