RAID 磁盘阵列

一、基本概念

廉价磁盘冗余阵列(RAID，redundant array of independent disks)是把相同的数据存储在多个硬盘的不同 的地方(因此，冗余地)的方法。通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因 为多个硬盘增加了平均故障间隔时间(MTBF)，储存冗余数据也增加了容错。

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，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。

二、功能

(1)通过对磁盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。

(2)通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高数据存取速度。

(3)通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护

三、RAID类型

1. RAID0 条带卷

基本概念： 最少需要两块磁盘，分别往每一块磁盘上写一部分数据

优点:
? ? ? 1.读写速度快，?
? ? ? 2.磁盘利用率：100%

缺点:

? ? ? 不提供数据冗余，无数据检验，不能保证数据的正确性，存在单点故障。

应用场景：

? ? ? 1）对数据完整性要求不高的场景，如：日志存储，个人娱乐
? ? ? ?2）要求读写效率高，安全性能要求不高，如图像工作站?

2.RAID1 镜像raid

基本概念： raid1 又叫镜像raid，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。一般需要两块磁盘，每块磁盘上都会存储一份完整数据。其数据安全性就会较高，但是磁盘空间利用率是比较低的。

优点:

? ? ? 提供数据冗余，数据双倍存储安全性高支持容错。读速度快

缺点:

? ? ? 写速度慢，无数据校验。磁盘利用率不高

磁盘利用率：50%

应用场景：

? ? ? 存放重要数据，如数据存储领域

3.RAID5

基本概念：

raid5：RAID5应该是目前最常见的 RAID 等级，它的校验数据分布在阵列中的所有磁盘上。RAID5的磁盘上同时存储数据和校验数据。当一个数据盘损坏时，系统可以根据其他数据块和对应的校验数据来重建损坏的数据。raid5最少需要3块磁盘。

优点:
? ? 1.可以找回丢失的数据---数据可以通过校验计算得出，
? ? 2. 冗余磁盘-->（需要4快磁盘将其中一块做热备）当某一块磁盘坏掉后，冗余磁盘会自动替换上去
? ?3.有校验机制
? ?4.读写速度高
? ?5.磁盘利用率高
缺点：
? 1.磁盘越多安全性能越差

? ?RAID 5是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5具有和RAID0相近似的数据读取速度，只? ? 是多了一个校验信息。RAID5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。

应用场景：安全性高，如金融、数据库、存储等。

2. 创建RAID5
[root@tianyun ~]# yum -y install mdadm  		    //确保mdadm命令可用
[root@tianyun ~]# mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{d,e,f,g}
mdadm: array /dev/md0 started.
-C					创建RAID
/dev/md0		第一个RAID设备
-l5 				RAID5
-n					RAID成员的数量
-x					热备磁盘的数量

3. 格式化，挂载
[root@tianyun ~]# mkfs.xfs /dev/md0
[root@tianyun ~]# mkdir /mnt/raid5
[root@tianyun ~]# mount /dev/md0 /mnt/raid5
[root@tianyun ~]# cp -rf /etc /mnt/raid5/etc1

4. 查看RAID信息
[root@tianyun ~]# mdadm -D /dev/md0     			//-D 查看详细信息
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Mon Jan 13 16:28:47 2014
     Raid Level : raid5
     Array Size : 2095104 (2046.34 MiB 2145.39 MB)
  Used Dev Size : 1047552 (1023.17 MiB 1072.69 MB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Mon Jan 13 16:34:51 2014
          State : clean 
 Active Devices : 3
Working Devices : 4
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 1

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       48        0      active sync   /dev/sdd
       1       8       64        1      active sync   /dev/sde
       4       8       80        2      active sync   /dev/sdf

       3       8       96        -      spare   /dev/sdg

5. 模拟一块硬盘损坏，并移除
终端一：
[root@tianyun ~]# watch -n 0.5 'mdadm -D /dev/md0 | tail'  	//watch持续查看
终端二：
[root@tianyun ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sde -r /dev/sde  
//模拟坏了并移除  -f  --fail  -r  --remove

6. 设置RAID开机生效
[root@tianyun ~]# mdadm -D -s
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=sxl1.com:0 UUID=c6761621:8878498f:f5be209e
[root@tianyun ~]# mdadm -D -s > /etc/mdadm.conf

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mdadm选项：
-s  --scan
-S  --stop
-D  --detail
-C  --create
-f   --fail  模拟损坏
-r   --remove  拔出硬盘
-a  插回硬盘
-n  --raid-devices=3
-x  --spare-devices=1
-l   --level=5

raid5 删除操作
1、卸载raid挂载
umount /dev/md0

2、停止raid
mdadm -S /dev/md0

3、删除raid卷
mdadm --misc --zero-superblock /dev/sd{d,e,f,g}

4.RAID6

raid6：RAID6 等级是在 RAID5 的基础上为了进一步增强数据保护而设计的一种 RAID 方式。
RAID6引入双重校验的概念，最少需要四块磁盘，它可以保护阵列中同时出现两个磁盘失效时，阵列仍能够继续工作，不会发生数据丢失。
优点：
1.容错：允许两块磁盘同时坏掉。读写快。
2.良好的随机读性能
3.有校验机制

缺点：
1.写入速度差
2.成本高

应用场景：对数据安全级别要求比较高的企业

5.RAID 10

RAID10：先做镜像再作条带--也叫混合raid

优点：
? ?1.较高的IO性能
? ?2.有数据冗余
? ?3.无单点故障
? ?4.安全性能高

缺点：成本稍高

应用场景：
特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。

6、为什么要做raid？

#为了保证数据完整性，防止数据丢失

总结：