RAID功能介绍及其使用

RAID功能介绍及其使用

独立硬盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），简称磁盘阵列。其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。根据选择的版本不同，RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处：增强数据集成度，增强容错功能，增加处理量或容量。另外，磁盘阵列对于电脑来说，看起来就像一个单独的硬盘或逻辑存储单元。分为RAID-0，RAID-1，RAID-1E，RAID-5，RAID-6，RAID-7，RAID-10，RAID-50，RAID-60。

简单来说，RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区，因此，操作系统只会把它当作一个硬盘。RAID常被用在服务器电脑上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成，它也成为玩家的一个选择，特别是需要大容量存储空间的工作，如：视频与音频制作。

最初的RAID分成不同的档次，每种档次都有其理论上的优缺点，不同的档次在两个目标间获取平衡，分别是增加数据可靠性以及增加存储器（群）读写性能。这些年来，出现对于RAID观念不同的应用。

RAID 5

RAID Level 5是一种储存性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是Disk Striping（硬盘分区）技术。RAID 5至少需要三块硬盘，RAID 5不是对存储的数据进行备份，而是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。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢，若使用“回写缓存”可以让性能改善不少。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较便宜。

软件磁盘阵列（Software RAID）

主要由电脑主板CPU处理数组存储作业，缺点为耗损较多CPU资源运算RAID，优点则是价格偏低。分类有二种：

纯软件磁盘阵列（Pure Software RAID）：只需要主板支持即可，不需要任何磁盘阵列卡。若主板损坏，可能难以购买同款主板重建RAID。

硬件辅助磁盘阵列（Hardware-Assisted RAID）：需要一张RAID卡，以及厂商所提供的驱动程序。这款RAID较易迁移到其他电脑。

硬件磁盘阵列（Hardware RAID）

RAID卡上内置处理器，不需要服务器的CPU运算。优点是读写性能最快，不占用服务器资源，可用于任何操作系统，也能在系统断电后，通过备份电池模块（BBU, Backup Battery Unit）以及非易失性存储器 (NVRAM)将硬盘读写日志档（Journal）包含的剩余读写作业先纪录在存储器中，等待电力供应撤消后，再由NVRAM取回日志档数据，接着再完成读写作业，将剩余读写作业安全完成以确保读写完整性。备份电池模块通常会配合数组卡的Write-Back缓存模式，借由此存储器缓存读写作业以得到更高的读写性能；但是没有备份电池模块的硬件磁盘阵列卡，切勿使用Write-Back缓存模式以免遭遇断电情形导致读写数据流失。此外，因为硬件磁盘阵列卡搭载CPU处理器，所以可以与系统分离出来，对硬盘进行各种作业，还原作业的速度也比软件磁盘阵列快。缺点是其售价很高，通常只用于RAID 5和RAID 6。

Mdadm：模块化工具

命令语法：mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices]

模式：

创建：-C

装配：-A

监控：-F

管理：-f, -r , -a

 <raiddvice>:/dev/md#

 <componen-devices>:任意块设备

-C:创建模式

-n # ：使用#个块设备来创建此RAID

-l #： 指明创建的RAID的级别

-a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件

-c CHUNK_SIZE:指明块大小

-x #：指明空闲盘的个数

-D:显示RAID的详细信息

   mdadm -D /dev/md#

管理模式：

-f：指定坏的磁盘

-a：指定加入磁盘

-r：指定 移除磁盘

实践操作：

~]# fdisk /dev/sda; 创建多个分区，并调整系统ID为Linux Raid auto(fd)

~]#partx -a /dev/sda;内核加载分区表

~]#cat /proc/mdstat

~]#mdadm -C /dev/md0 -a yes -n 3 -x 1 -l 5  /dev/sda{4,5,6,7}

~]#mke2fs -t ext4 -b 2048  -L MYDATA  /dev/dm0

~]#mkdir /mydata

~]#mount /dev/md0  /mydata

注意：最好是用标签输入在/etc/fstab  

~]#mdadm -D /dev/md0

~]#mdadm  /dev/md0  -f  /dev/sda#  ;要标记坏的盘

~]#cat /proc/mdstat ; 已经开始重新同步了

~]#watch  -n1  ‘cat /proc/mdstat’ ;每一秒种刷新一次

~]#mdadm -D /dev/dm0

~]#mdadm  /dev/md0  -r  /dev/sda#  ;要移除坏的磁盘

~]#mdadm  /dev/md0  -a /dev/sda#  ;要加入的磁盘