RAID磁盘阵列

文章目录

• • 一、RAID介绍
  • 二、常用的几种RAID
  • • 1.RAID 0
    • 2.RAID 1
    • 3.RAID 5
    • 4.RAID10
  • 三、Linux系统构建软RAID

一、RAID介绍

RAID，全称 Redundant Arrays of Inexpensive Disk ，独立冗余磁盘阵列。

磁盘阵列是由很多块独立的物理硬盘，组合成一个容量巨大的硬盘组，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。

RAID可以实现包括提高I/O（读写）能力、提高耐用性、提高数据冗余性等功能。

DAID的实现方式：

• 外接式：通过拓展卡提供适配能力
• 内接式：主板集成DAID控制器，其通常在安装操作系统前在BIOS里设置
• 软件式：通过操作系统的软件来实现，比如群晖的NAS

组成磁盘整列的不同方式称为RAID级别，最常用的RAID分为四种：
RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10（10不是十，而是1+0，即先做RAID 1，再做RAID 0）

但是，这不是RAID的全部级别，其还有RAID 2、DAID 3、RAID 4、RAID 6、RAID 50 等等，只是其因为性能原因或者不常在生产环境中使用，从而被淘汰或者被一笔带过。

二、常用的几种RAID

1.RAID 0

RAID 0 ，又称条带化存储。它在所有的RAID级别中拥有最高的存储性能，其原理是把一段连续的数据分散存储到不同的硬盘上（该过程是同时进行的）。要想实现RAID 0，至少需要两块硬盘。

假如我有一段连续的数据123456789，同时用了三块硬盘即a，b，c 做了RAID 0，那么它的存储方式为1存a，2存b，3存c，4存a，5存b，6存c，7存a，8存b，9存c，以此类推，并且存储的进程是同时的，由此可见，在相同的数据情况下，RAID 0的存储速度随着硬盘的不断增加而增加**（单一硬盘的N倍，N为RAID 0中的硬盘数量）**。

但是，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，其中的一个磁盘失效将影响到所有数据，所以RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

由上图可知，当一块硬盘挂掉了，就会造成部分数据的丢失，从而影响数据的完整性。

2.RAID 1

RAID 1 ，又称镜像存储。其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。通俗来说，就是所有（硬盘数为偶数，即2n）RAID 1 中的硬盘中都写入全部数据，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据镜像。当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据。

RAID 1的写入速度通常较慢，因为数据得分别写入两块硬盘中并做比较，但其数据读取较单一硬盘来说要快，因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读出。

RAID1是硬盘中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性，当一个硬盘失效时，系统可以自动切换到镜像硬盘上读/写，并且不需要重组失效的数据。

由上图可知，当一块硬盘挂掉了，系统会从备份硬盘中读取完整的数据信息，不会影响数据的完整性。

3.RAID 5

RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案，其至少需要三块硬盘来组成阵列。

RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，因此写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。

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，为 n-1/n（n为硬盘数量）

RAID 5 的可靠性较高，允许损坏一块盘，当某一块盘损坏时，RAID 5 会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，从而不会影像数据的完整性。 当然，如果同时坏了两块盘，或者在一块盘损坏未解决故障的同时又坏了一块，那就只能GG了。

如上图所示，如果 disk 0 损坏，其他的三块硬盘是可以根据校验信息来进行数据恢复的，所以并不影响数据的完整性

4.RAID10

RAID10，指的是RAID 1 + 0 ，即先做 RAID 1 ，再做 RAID 0 。它是 RAID 1 和 RAID 0 结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余。

RAID 10 同时拥有 RAID 0 的快速读写速度和 RAID 1 的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低（n/2）。

由于利用了 RAID 0 极高的读写效率和 RAID 1 较高的数据保护、恢复能力，使 RAID 10 成为了一种性价比较高的等级，目前几乎所有的RAID控制卡都支持这一等级。

三、Linux系统构建软RAID

在Linux系统中，要想构建RAID磁盘阵列，需要用到mdadm工具。

格式： mdadm [模式] <raiddevice> [选项] <component-device>

下面，我将向大家仔细演示Linux中搭建RAID 5 的过程：

1. 首先，我们现在虚拟机管理界面新添加4块硬盘。添加4块的目的是其中3块做RAID 5 ，剩下的一块做热备盘，即RAID 5 中如果有一块盘损坏，热备盘能直接顶替上去。
   
   

2. yum install -y mdadm
   

3. mdadm -Cv md0 -l 5 -n 3 /dev/sd[b-d] -x 1 /dev/sde
   

4. mdadm -D /dev/md/md0
   

5. 格式化
   

6. 挂载
   

7. 模拟sdd损坏