7 - Linux磁盘阵列RAID

一、RAID磁盘阵列介绍

RAID（Redundant Arry of Independent），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起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的储存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阵列有：RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等。

二、磁盘阵列详解

1. RAID 0 （条带化储存）

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只是单纯地提高性能，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（如视频制作渲染、临时文件存储、游戏服务器等需要高速读写操作的应用场景）。

2. 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。

RAID 1主要应用于对数据安全性较高的场景（如企业数据库、金融应用等）。

3. 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快盘同时读写，读写性能很高，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1块盘，不影响所有数据

RAID5通常应用于数据备份和恢复要求较高的场景（如数据库系统、虚拟化存储等）、考虑成本效益的场景（如中小型企业存储等）或扩展性和灵活性要求较高的场景。

4. 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增加了第二个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，即使两款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 6通常应用于需要高数据安全性的场景（如大型数据中心、高速网络存储等）

5. RAID 10 （RAID1+0）

5.1 RAID 1+0（先做镜像，再做条带）

N（偶数，N>=4）块盘两辆镜像后，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 10通常应用于需要高数与高性能的场景（如高性能计算HPC、大型企业应用等）、对系统响应速度有严格要求的场景（实时交易系统、多媒体服务器等）、需要高可靠性和容错能力的场景（关键数据存储、高可用性系统等）。

5.2 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。（若两给基组同时损坏不同条带的盘，可能会产生数据错乱）

 6. 各磁盘阵列对比

三、RAID设备创建与删除

在创建RAID之前，确保Linux中安装了mdadm软件包。

1. 创建RAID 5 设备：

1 .检查磁盘是否已经安装了RAID

mdadm -E "目标磁盘"

2.创建RAID 5

mdadm -C -v /dev/md5 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd] -x1 /dev/sde1

3.查看安装进度：

cat /proc/mdstat

4.查寻阵列详细信息：

mdadm -D /dev/md5

5.格式化并创建xfs文件系统

mkfs.xfs /dev/md5

6.挂载

mount /dev/md5 "目标目录"

7.模拟故障

mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb1

2. 创建RAID 10 设备

创建RAID 10可以使用两种方法：

第一种是先创建两个RAID 1，接着指定这两个RAID 1去创建RAID 0。

第二种时直接使用一条命令创建RAID 10。

2.1 方法一：

1.创建两个RAID 1

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]2

mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]2

2.创建RAID 0

mdadm -Cv /dev/md3 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

3...4...同RAID 5

2.2 方法二

1.直接创建RAID 10

mdadm -Cv /dev/md10 -l10 -n4 -x1 /dev/sd{b,c,d,e,f}3

2...3...同上

3.删除RAID设备

1.解挂载

umount "挂载点"

2.停止RAID设备

mdadm -S /dev/md0

ps:软阵列中此命令即删除阵列

3.删除硬盘超级块信息

mdadm --misc --zero-superblock "设备文件"

4.删除配置文件

rm -rf /etc/mdadm.conf