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一、RAID磁盘阵列
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成一个硬盘组，逻辑上可以看成一个大的硬盘，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+0等
RAID 0（条带化存储）
- 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。
- 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 1（镜像存储）
- 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
- 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，而不需要重组失效的数据
RAID 5
- N(N≥3)块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份校验数据，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，允许坏一块盘，不影响所有数据
RAID 6
- N（N≥4）块盘组成阵列，（N-2）/N 磁盘利用率
- 与RAID 5相比，RAID 6增加了第二块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 10
RAID 1+0（先做镜像，再做条带）
- 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+1(先做条带，再做镜像)
- 读写性能与RAID 10相同
- 安全性低于RAID 10
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呗 |
| 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 | 允许一个设备故障 | 需写计算校验 |
| RAID 6 | N>=4 | (N-2)/N | 有 | 允许两个设备故障 | 需双重写计算校验 |
| RAID 10 | N>=4 (偶数) | N/2 | 无 | 允许两个基组中各坏一个 | N/2块盘同时写入 |
二、阵列卡介绍
阵列卡介绍
- 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
- 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
- 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
三、创建软 RAID 磁盘阵列实验
关闭虚拟机添加四个新硬盘
检查是否已安装mdadm软件包
查看
rpm -q mdadm
或
rpm -qa | grep “mdadm”
系统默认装了，没有就yum装
yum -y install mdadm-4.0-5.el7.x86_64
分区
使用fdisk工具将四个新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sde1，并且把分区类型的ID标记号改为“fd”（Linux raid 自动）
fdisk /dev/sdb (sdc\sdd\sde)
创建RAID设备
mdadm -E /dev/md0 检查磁盘是否已做RAID
mdadm -C -v /dev/md0 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1 创建一个名为md0的RAID
-l5：RAID是RAID5
-n3：用三个硬盘
-x1：备份数1
mdadm -D /dev/md0 查看磁盘详细信息
cat /proc/mdstat 能查看创建raid进度及磁盘详细信息
-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。
-a yes：--auto，表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略。
-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。
/dev/sd[bcd]1：指定使用这四块磁盘分区去创建 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：指定用作于备用的磁盘
mdadm -D /dev/md0 查看磁盘详细信息
创建RAID10（先做镜象，再做条带）
mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1
创建并挂载文件系统
mkfs -t xfs /dev/md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th
挂载文件先进/目录
df -TH 查看分区情况可以看到成功了
实现故障恢复
使用mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1让sdb1模拟故障点，mdadm -D /dev/md0查看详细信息
对比
故障点设好后立刻查看可能sde1还没有立刻action sync。是正常的过会再查看。