RAID技术

一、RAID的概念

RAID又称之为廉价的冗余磁盘阵列，早七磁盘阵列就是由很多价格较便宜的[磁盘]组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。后来经过发展，RAID加入了同位校验等功能，可以在某块磁盘损坏时数据不会丢失失效等特性。
RAID根据技术的不同，又可分为软RAID和硬RAID，软RAID就是根据系统软件工具将多块磁盘根据一定的技术实现的，但是会消耗大量的服务器CPU等资源。当然还有一种是硬RAID，根据硬件RAID卡将多块磁盘自动重组为RAID的技术，这一过程不需消耗系统本身的资源，不占用CPU，但是RAID卡的成本偏高，主要应用于中高端服务器设备上。今天我们只了解软件RAID的实现，硬件RAID需要使用RAID设备来实现，暂时我们不予讨论。
RAID就是将多块磁盘组合在一块，在数据存储时，将数据存储在不同的磁盘上，实现多块磁盘同时读写，增加了磁盘的读写速度，因为数据校验位的存在，也有了一定的冗余性和安全性。
RAID的级别分为：RAID0，RAID1，RAID4，RAID5，RAID6,RAID10，RAID50，及RAID2.0+等。

• RAID0：
  RAID0由两块及以上的磁盘组成，也是早出现的一种级别，确实增加了磁盘的读写速度，数据写入和读取时多块磁盘同时工作，提高了磁盘的性能，但是因为没有容错检验功能，当一块磁盘损坏时整块RAID将停止工作。
  RAID0 卷为逻辑状态，最小单元 chunk size =512k，磁盘的默认最小存储单元（block
  size=4k），即实现卷的数据存放，1 个 chunk size 占用 128 个 block size ，即磁盘是以 128block
  为单元存放，a 盘和 b 盘各写一个 block size 单元，依次轮换，为条带功能。即 A 盘和 b 盘
  依次轮流读写 chunk size，即为 RAID0 的条带作用，条带数量越多，读写速度越快
  优点时磁盘利用率可达百分百，且具有条带功能，缺点就是没有冗余检验功能。
  RAID1：
  RAID1又称之为磁盘镜像，由两块磁盘构成，两块磁盘互为镜像，一份数据同时写入两块磁盘上，即一块磁盘为另一块的备份。
  优点是安全性高，有校验功能，缺点是磁盘利用率只有百分之五十
  RAID4：
  RAID4由三块及以上的磁盘构成，其中有一块固定的磁盘用作存放奇偶校验法的数据校验位，其余的磁盘用来存放数据，当一块磁盘损坏时不影响RAID的使用，并且当新的磁盘加入时数据会自动回复而不会丢失，利用率为（N-1）/N。
  RAID5：
  RAID5为分布式奇偶校验的磁盘阵列，奇偶校验位不是存放在一块固定的磁盘上，而是分别存放在不同的磁盘上，这样的优点是减少了奇偶校验位磁盘的多次读写造成的损坏率高，也是由三块以上的磁盘构成，比RAID4的优点在于减少了校验盘的压力，利用率也为（N-1）/N。
  RAID6：
  RAID6为带有两种校验位的奇偶校验分布磁盘，由四块及以上的磁盘构成，使用两种不同的算法对数据进行计算，并存放在不同的磁盘上，可最大承受两块磁盘的损坏，利用率为（N-2）/N。
  RAID10：
  RAID10 （RAID0 和 RHID1 的组合），由四块以上磁盘构成
  RAID10 由两种做法：
  ①RAID（1+0），先做 raid1，在做 raid0 ，即由物理的四块磁盘与两个逻辑 2 级磁盘做raid1，一个 2 级逻辑磁盘分别对应一个数据物理盘和一个数据备份盘，然后再由两个 2 级逻级磁盘与 1 级逻辑磁盘运用 raid0 的条带技术进行读写
  ② RAID10 是把四块磁盘即做 RAID0 又做 RAID1
  RAID60：
  RAID60由六块以上磁盘构成，利用RAID6和RAID0两种技术实现，利用率也为百分之五十，安全容错性最高。
  此外，还有 RAID5+1 RAID10+1 RAID1+1 +1 为增加了一块热备盘，随后为损坏的磁盘做替补

二、RAID的实现

mdadm为创建软raid的工具
Raid 的设备为/dev/md0 0 代表第一块 raid 设备
Raid 的磁盘类型为 linux raid

• mdadm

   参数:
      -C 创建一个新的阵列
      -l RAID 的类型 eg -l 1，-l 10， -l 5
      -n 磁盘数目
      -A 加入一个以前定义的阵列
      -f 强制是某个磁盘丢失
      -r 正常移除某块磁盘
      -X 增加一块热备盘
      -D 打印 md 设备文件
      -s 扫描配置文件和丢失的文件信息
      -S 停止删除 md0（raid）
  

• watch 实时跟踪查看信息

   -n 间隔刷新时间 eg .5 间隔为 0.5 秒
  

• mdadmRAID创建相关命令：

mdadm -c /dev/md0 -l 10 -n 4 -X 1 /dev/sd{a,b,c,d,e} 创建 raid10 设备，sde 为一块热备盘，四块磁盘构成 raid10
Mdadm -f /dev/md0 /dev/sdb 使 md0 设备的/dev/sdb 磁盘强制损坏
Mdadm -r /dev/md0 /dev/sdb 使 md0 设备的/dev/sdb 磁盘正常移除
Mdadm -a /dev/md0 /dev/sdf 使 md0 设备新增加一块磁盘/dev/sdf

• Mdadm -D -S > /etc/mdadm.conf 生成 mdadm.conf 文件
• /etc/mdadm.conf 为 RAID 的开机启动配置文件

创建RAID10

现有/dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3 /dev/sdb5 /dev/sdb6 五个磁盘分区，没有格式化，因为资源有限，使用分区代替磁盘使用，一个分区等同于一个磁盘，即五个分区等同于五块磁盘，每一块分区大小为10G。

mdadm -c /dev/md0 -a yes -l 10 -n 4 -X 1 /dev/sdb{1,2,3,5,6}    -n指定四块盘，-l指定RAID类型为10，-C为创建/dev/md0设备 -X为指定一块做热备盘
mkfs.ext4 /dev/md0   RAID10设备md0格式化为ext4
vim /etc/fstab    将md0设备挂载信息写入fstab文件
    /dev/md0         /app/md0         ext4  defaults 0 0
mount -a   挂载md0设备   

mdadm -D -s > /etc/mdadm.conf 生成/etc/mdadm.conf配置文件

vim /etc/mdadm.conf 编辑

 MAILADDER root@localhost（邮件接受者） 

当磁盘发生故障时，邮件通知本地的 root 用户在文件的每一个 RAID 后面编辑

Auto=yes space-group=danran（口令） 

每个 raid 的口令必须一致，热备盘才可替换任何一个发生故障的磁盘
将邮件地址写入 /etc/mdadm.conf 后，重启 mdmonitor.server 服务，配置文件生效， /etc/mdadm.conf必须写入 mailadder 邮件接收者，此服务才能正常启动
/etc/mdadm.conf 为 RAID 的开机启动配置文件，用来自启动 RAID