磁盤陣列(RAID)

一.概念:

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的縮寫,翻譯成中文意思是“獨立磁盤冗餘陣列”,有時也簡稱磁盤陣列(Disk Array)

.使用RAID的好處:

1.擴大了存貯能力 可由多個硬盤組成容量巨大的存貯空間。

2.降低了單位容量的成本 市場上最大容量的硬盤每兆容量的價格要大大高於普及型硬盤,因此採用多個普及型硬盤組成的陣列其單位價格要低得多。

3.提高了存貯速度 單個硬盤速度的提高均受到各個時期的技術條件限制,要更進一步往往是很因難的,而使用RAID,則可以讓多個硬盤同時分攤數據的讀或寫操作,因此整體速度有成倍地提高。

4.可靠性 RAID系統可以使用兩組硬盤同步完成鏡像存貯,這種安全措施對於網絡服務器來說是最重要不過的了。

5.容錯性 RAID控制器的一個關鍵功能就是容錯處理。容錯陣列中如有單塊硬盤出錯,不會影響到整體的繼續使用,高級RAID控制器還具有拯救功能。

三.常用的RAID等級有RAID 0RAID1RAID 2RAID 3,RAID 4,RAID 5,RAID 6,RAID 7,這裏介紹目前比較常用的RAID 0RAID 1RAID 5

1RAID 0(等量模式stripe):性能最佳

RAID 0可以把多塊硬盤連接在一起形成一個容量更大的存儲設備。磁盤之間的連接既可以使用硬件的形式通過智能磁盤控制器實現,也可以使用操作系統中的磁盤驅動程序以軟件的方式實現。

要實現RAID0必須要有兩個以上硬盤驅動器,RAID0實現了帶區組,數據並不是保存在一個硬盤上,而是分成數據塊保存在不同驅動器上。因爲將數據分佈在不同驅動器上,所以數據吞吐率大大提高,驅動器的負載也比較平衡。如果剛好所需要的數據在不同的驅動器上效率最好。它不需要計算校驗碼,實現容易。它的缺點是它沒有數據差錯控制,如果一個驅動器中的數據發生錯誤,即使其它盤上的數據正確也無濟於事了。不應該將它用於對數據穩定性要求高的場合。RAID可以提高數據傳輸速率,比如所需讀取的文件分佈在兩個硬盤上,這兩個硬盤可以同時讀取。那麼原來讀取同樣文件的時間被縮短爲1/2。在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0沒有冗餘功能的,如果一個磁盤(物理)損壞,則所有的數據都無法使用。

 

 

 

2.RAID 1(映像模式,mirror):完整備份

RAID 1又被稱爲磁盤鏡像,每一個磁盤都具有一個對應的鏡像盤。對任何一個磁盤的數據寫入都會被複制鏡像盤中;系統可以從一組鏡像盤中的任何一個磁盤讀取數據.RAID 1下任何一塊硬盤的故障都不會影響到系統的正常運行,而且只要能夠保證任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用,RAID 1甚至可以在一半數量的硬盤出現問題時不間斷的工作。當一塊硬盤失效時,系統會忽略該硬盤,轉而使用剩餘的鏡像盤讀寫數據。

 

3.RAID 0+1

所謂的RAID 0+1,就是先讓兩塊磁盤組成RAID 0,並且這樣的設備兩組,然後再將這兩組RAID 0再組成一組RAID 1。由於具有RAID 0的優點,性能得以提升,同時又具有RAID 1的優點,數據得以備份,但是由於RAID1的缺點,總容量會少一半用來備份。

4.RAID 5:性能與備份的均衡考慮

RAID-5至少需要三塊以上的磁盤才能組成類型的磁盤陣列。

RAID5的讀出效率很高,寫入效率一般,塊式的集體訪問效率不錯。因爲奇偶校驗碼在不同的磁盤上,所以提高了可靠性,允許單個磁盤出錯。RAID 5也是以數據的校驗位來保證數據的安全,但它不是以單獨硬盤來存放數據的校驗位,而是將數據段的校驗位交互存放於各個硬盤上。這樣,任何一個硬盤損壞,都可以根據其它硬盤上的校驗位來重建損壞的數據。硬盤的利用率爲n-1 但是它對數據傳輸的並行性解決不好,而且控制器的設計也相當困難。

四.軟件磁盤陣列的設置

常用命令以及參數:mdadm  - -create  --auto=yes   /dev/md0-9 –raid-devices=N –level=[0/1/5] –spare-devices=N   /dev/sdax

參數解析: --create    新建RAID

           --auto=yes  決定新建後而接的軟件磁盤陣列設備,即/dev/md0,/dev/md1

           --raid-devices=N 使用幾塊磁盤作爲磁盤陣列設備

           --spare-devices=N 使用幾塊磁盤作爲備用設備

           --level=[0/1/5]:設置磁盤陣列等級

五.軟件磁盤陣列的實現:

案例:利用4個分區組成一個RAID 5,每個分區大小1G,並將此RAID5設備掛載到/mnt/raid目錄下。

創建如下:1.磁盤分區:fdisk /dev/sda

           連續創建四個磁盤分區,分別爲/dev/sda6,/dev/sda7,/dev/sda8,/dev/sda8保存退出;

 # Partprode /dev/sda 重讀分區表

          2.mdadm創建RAID 5

#mdadm  --create  --auto=yes   /dev/md0  --raid-devices=4 --level=5   /dev/sda{6,7,8,9}

3.查看系統軟件磁盤陣列信息

mdadm  --detail /dev/md0

4.格式化並進行掛載

# mkfs –t ext3 /dev/md0

#mkdir /dev/raid

#mount /dev/md0 /dev/raid

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