大廠小廠都在用的 RAID 軟件陣列技術，必須學起來！

1、經常使用RAID介紹

磁盤陣列的全名是（Redundant Arrays of Inexpensive Disk，RAID），中文意思是獨立冗餘磁盤陣列。RAID能夠經過技術（軟件或者硬件）將多個較小的磁盤整合成爲一個較大的磁盤設備，而這個較大的磁盤功能可不止存儲而已，它還具備數據保護的功能，整個RAID因爲選擇的級別（level）不一樣，而使得整合後的磁盤具備不一樣的功能，基本經常使用的level有如下幾種

RAID 0（條帶化存儲）— 性能最佳

• RAID 0連續以位或字節爲單位分割數據，並行讀/寫於多個磁盤上，所以具備很高的數據傳輸率，但它沒有數據冗餘；
• RAID 0只是單純地提升性能，並無爲數據的可靠性提供保證，並且其中的一個磁盤失效將影響到全部數據；
• RAID 0不能應用於數據安全性要求高的場合。

RAID 1（鏡像存儲）— 完整備份

• 經過磁盤數據鏡像實現數據冗餘，在成對的獨立磁盤上產生互爲備份的數據；
• 當原始數據繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數據，所以RAID 1 能夠提升讀取性能；
• RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的,但提供了很高的數據安全性和可用性。當個磁盤失效時， 系統能夠自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不須要重組失效的數據。

RAID 5 — 性能與數據備份的均衡考慮

• N (N>=3) 塊盤組成陣列，一份數據產生N-1個條帶，同時還有1份校驗數據,共N份數據在N塊盤上循環均衡存儲
• N塊盤同時讀寫，讀性能很高，但因爲有校驗機制的問題，寫性能相對不高；
• (N-1) /N磁盤利用率；
• 可靠性高，容許壞1塊盤，不影響全部數據。

RAID 6 — 更強大的數據備份

• N (N>=4) 塊盤組成陣列，(N-2) N磁盤利用率；
• 與RAID 5相比，RAID 6增長了第二個獨立的奇偶校驗信息塊；
• 兩個獨立的奇偶系統使用不一樣的算法，即便兩塊磁盤同時失效也不會影響數據的使用；
• 相對於RAID 5有更大的「寫損失"所以寫性能較差。

RAID 1+0（先作鏡像，再作條帶）

• N (偶數，N>=4)塊盤兩兩鏡像後，再組合成一個RAID 0；
• N/2磁盤利用率；
• N/2塊盤同時寫入，N塊盤同時讀取；
• 性能高，可靠性高。

RAID 0+1（先作條帶，在作鏡像）

• 讀寫性能與RAID 10相同；
• 安全性低於RAID 10；
• 使用較少。

2、磁盤陣列的優勢

3、硬件磁盤陣列

磁盤陣列介紹

所謂的磁盤陣列是經過磁盤陣列卡（上圖所示）來完成磁盤陣列的功能，磁盤陣列卡上面有一塊專門的芯片用於處理RAID任務，所以在性能方面會比價好。在不少任務（例如RAID5奇偶校驗值計算）中，磁盤陣列並不會重複消耗本來系統的I/O總線，理論上性能會較佳，此外目前通常的中高級磁盤陣列卡都支持熱插拔，即在不關機的狀況下抽換損壞的磁盤，在系統的恢復和數據的可靠性方面很是好用！

陣列卡介紹

• 陣列卡是用來實現RAID功能的板卡
• 一般是由I/O處理器、硬盤控制器、硬盤鏈接器和緩存等一系列組件構成的
• 不一樣的RAID卡支持的RAID功能不一樣：
• 例如支持RAID0、RAID一、 RAID五、 RAID10等
• RAID卡的接口類型：
• IDE接口、SCSI接口、 SATA接口和SAS接口

陣列卡的緩存

• 緩存(Cache)是RAID卡與外部總線交換數據的場所,RAID卡先將數據傳送到緩存，再由緩存和外邊數據總線交換數據。
• 緩存的大小與速度是直接關係到RAID卡的實際傳輸速度的重要因素。
• 不一樣的RAID卡出廠時配備的內存容量不一樣，通常爲幾兆到數百兆容量不等。

軟件磁盤陣列的設置

這邊經過一個案例來詳細講解配置步驟：

• 爲Linux服務器添加4塊SCSI硬盤；
• 使用mdadm軟件包，構建RAID5磁盤陣列，提升磁盤存儲的性能和可靠性。

在VMware中給Linux添加4塊SCSI硬盤

具體步驟能夠參考此篇博客第三段：磁盤管理的檢測並確認新硬盤

檢查是否安裝mdadm軟件包

使用rpm -q mdadm進行檢查，以下圖表明已安裝過mdadm軟件，未安裝的話使用yum install -y mdadm 進行安裝。

新磁盤劃分主分區：類型fd

修改 /dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd和 /dev/sde 磁盤

建立RAID 5 設備

#格式mdadm -C -v /dev/md0 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

查看RAID磁盤詳細信息

#查看RAID建立進度的兩種方式：
[root@cheng0307 ~]# cat /proc/mdstat 
[root@cheng0307 ~]# mdadm -D /dev/md0 

#每5秒鐘動態顯示建立過程
[root@cheng0307 ~]# watch -n 5 'cat /proc/mdstat'

#檢查某塊磁盤是否已作RAID
[root@cheng0307 ~]# mdadm -E /dev/sdb1

查看RAID建立進度的兩種方式

顯示內容解釋：

[root@cheng0307 ~]# cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] 
md0 : active raid5 sdd1[4] sde1[3](S) sdc1[1] sdb1[0]
      41908224 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]

#mdo：表示後面建立raid5 包含了sdd1,sde1,sdc1,sdb1
#其中sde1(s)表示是備份
#第四行的uuu：表示前面三塊硬盤都是正常的

檢查/dev/sdb1磁盤是否已作RAID。

也可使用mdadm -D /dev/md0進行查看。

對建立的RAID5 進行格式化並掛載

#格式化
[root@cheng0307 ~]# mkfs -t xfs /dev/md0 
#掛載（非永久）
[root@cheng0307 ~]# mount /dev/md0 /opt/

模擬故障檢測RAID功能

進入掛載目錄隨便建立一些文件和文檔

模擬一塊磁盤故障，並查看從新建立的過程。

建立相關配置文件

建立/etc/mdadm.conf 配置文件，方便管理軟RAID的配置，如：啓動、中止等。

相關命令：

[root@cheng0307 opt]# echo 'DEVICE /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1' > /etc/mdadm.conf

[root@cheng0307 opt]# mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf 

中止和啓動RAID

mdadm命令其餘經常使用選項：

-r：移除設備
-a：添加設備
-S：中止RAID
-A：啓動RAID
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdc1 — 將指定磁盤設爲故障
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdc1 — 移除指定磁盤
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdc1 — 添加指定磁盤

手動刪除故障磁盤和添加新磁盤

將RAID 中止和啓動

若是沒有第七步進行/etc/mdadm,conf配置文件的添加，中止後掃描不到配置文件將沒法啓動。

mdadm -S /dev/md0
mdadm -As /dev/md0

#-s：指查找 /etc/mdadm.conf文件中的配置信息

連接：  https://blog.csdn.net/weixin_...