天天進步一點點：（20）軟件RAID

RAID

 

概述：將多塊磁盤組合成一塊邏輯磁盤，從而提升讀寫性能與安全性。

1.        實現方式

軟件實現：經過主機的RAID軟件實現，易於實施可是性能有限

硬件實現：RAID控制卡，基於主機的硬件RAID技術，將硬盤鏈接到控制卡上控制卡和硬盤之間經過PCI總線交互；外部RAID控制卡，基於存儲陣列的高級硬件RAID技術，想主機提供一個硬盤的接口界面，是主機看到一個普通的存儲卷，主機經過它支持的協議對捲進行管理。

2.        基本概念

條帶（strip）：磁盤上一塊由若干地址連續的磁盤塊構成的，大小固定的區域

分條（stripe）：位於RAID集上的全部磁盤相同位置的條帶（strip）組成的存儲區域

條帶尺寸：也叫分條深度，描述了構成條帶的磁盤塊的數目

分條尺寸：條帶尺寸與RAID集中硬盤數量的乘積，即條帶的容量。

數據鏡像：將同一數據寫入兩塊不一樣的磁盤，從而產生該數據的兩個副本。

奇偶校驗：對寫入的數據進行運算獲得一個校驗值用於數據恢復

3.        RAID級別

RAID0

無容錯的條帶陣列。讀寫性能很好，可是無安全性可言。一個文件塊壞了真個檔案文件就失效了，一個塊磁盤壞了整個RAID集就失效了。建議使用相同大小的磁盤組建。若是1塊100G的與1塊200G的硬盤組建的話，前200G的數據是等量分別存儲在兩塊硬盤上的，後100G容量只能存在200G容量的那塊硬盤上。

軟件RAID能夠手工制定分條尺寸，硬件RAID由廠商設定分條尺寸

 RAID1

磁盤鏡像。讀性能還能夠，寫性能相對較差，安全性很好。最好使用相同大小相同品牌的兩塊硬盤，若是容量不等的話，以容量較小的那塊爲準。寫入數據被I/O總線複製兩2份寫到各個磁盤，若是使用磁盤陣列RAID卡的話會複製一份而不用I/O總線。

  RAID3

帶專用檢驗磁盤的並行訪問陣列。數據讀寫以整個條帶爲單位進行，從而全部磁盤可以併發的執行操做，而不存在更新同一條帶中某些存儲帶的部分寫操做（這樣存在一些磁盤空間浪費），即任何數據的讀寫操做都要訪問整個條帶。能夠這麼去理解，給RAID0加一個獨立的校驗磁盤。RAID3爲傳輸大量數據提供了很高的帶寬，於是經常使用於視頻流服務等設計大量數據數據訪問的場景中。

RAID4與RAID3惟一的差異就是支持數據磁盤的獨立訪問，也就是說某個數據單元能夠從單塊磁盤中讀寫而無需訪問整個條帶。RAID5相對於RAID4來講不一樣點在於它將校驗值分佈存儲在全部的磁盤上，這樣就避免了校驗磁盤成爲寫性能的瓶頸。RAID6與RAID5也是基本相似，不一樣的地方是引入了第二個校驗值，這樣當兩塊磁盤同時失效它仍然能夠恢復，所以最少須要四塊磁盤來組建。

         RAID0+1與RAID1+0

                   結合RAID0的性能優點和RAID1的安全優點。

         RAID0+1，將全部磁盤分紅兩個小組，小組內部作RAID0，小組之間作RAID1；RAID1+0，將全部磁盤兩個一組分開，小組內部作RAID1，小組之間作RAID0。

                   至少須要四塊磁盤才能組建。                                                                                     

4.        在linux上實現軟RAID

在linux上實現軟RAID只須要使用一個命令：mdadm

1.        檢測是否加載了mdadm

cat /proc/mdstat  #還能夠用cat /proc/devices | grep md或者lsmld | grep md

2.        磁盤格式 FD

若是MD編譯進入了內核，那麼當內核調用MD驅動時會自動查找分區格式爲FD格式的磁盤。因此通常用fdisk將MD磁盤設置爲FD格式。

W保存退出後，使用partprobe命令強制內核刷新分區表，使得剛纔建立的分區生效可用。

3.        建立RAID

mdadm --create --auto=yes /dev/md0 --level=n --raid-devices=n1 --spare-devices=n3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd……

--auto=yes ：決定創建後面接的軟件磁盤陣列裝置，即/dev/md0

--raid-devices ：使用n1個磁盤做爲磁盤陣列

--spare-devices ：使用n2個磁盤作熱備盤

--level ：定義RAID級別，這裏也能夠直接寫，如-l0，-l5

最後跟的幾個磁盤是作RAID的磁盤，注意，也能夠是分區。可是跟分區的話其實作RAID並無什麼意義，一個分區壞了還能夠修復，一塊磁盤壞了就不能發揮RAID在安全上的優點。因此本例中限於實驗條件僅僅做爲一個演示。如/dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3 /dev/sdb5，或寫做/dev/sdb{1,2,3,5,}

4.        檢驗

cat /proc/mdstat

這條命令能夠查看大概的信息，陣列級別，磁盤對應號碼，塊大小等。

詳細信息可使用mdadm --detail /dev/md0。從這裏能夠看見RAID磁盤數，熱

備盤數，UUID，磁盤狀態等信息。

5.        建立文件系統並掛載

mkfs.ext3 /dev/md0

mount /dev/md0 /mnt/raid

6.        管理磁盤陣列

添加磁盤：mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdb8 #新添加的磁盤的磁盤會成爲熱備盤

刪除磁盤：mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb1

設置錯誤磁盤：mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb2 #設置一個磁盤錯誤而後能夠換下這個磁盤

7.        開機自啓動並掛載RAID

編輯/etc/fstab文件

8.        關閉軟RAID

直接關閉：mdadm –stop /dev/md0