RAID(廉價磁盤冗餘陣列)

RAID(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID)廉價磁盤冗餘陣列

RAID的特點
RAID可以透過一個技術(軟件或者硬件)，將較小的磁盤整合成一個較大的磁盤裝置，提高了I/O能力，還具有數據保護功能，所謂保護功能就是將一個數據多份的存在在不同的物理磁盤之上，這樣避免了單塊兒甚至多塊兒磁盤故障而導致的數據丟失問題，當熱這需要藉助於RAID的級別來實現更加豐富的功能。
級別就是將多塊兒磁盤組織在一起的工作方式，不同級別組合起來的磁盤具有不同的功能。
RAID的實現方式
1.外接式磁盤陣列：通過擴展卡提供適配能力
2.內接式RAID：主板集成RAID控制器
3.Software RAID:軟件方式實現的RAID功能
如何操作實現RAID：
1.在安裝操作系統之前通過BIOS進行設置
此種方式主要目的在於將操作系統安裝在RAID之上
2.在安裝操作系統之後通過BIOS或軟件進行設置
此種方式主要目的在於將操作系統和其他專用分區(如數據盤)獨立放開
RAID級別
1.RAID0:(string條帶模式)
要求：至少需要兩塊磁盤
優點：數據分散存儲於不同磁盤上，在讀寫時可以實現併發，是所有RAID 級別中存儲性能最高的；磁盤利用率100%，可用空間N*min(S1,S2,..)
缺點：沒有容錯功能，一旦其中一塊磁盤掛掉全部數據將都會順壞

2.RAID1:（Mirroring 鏡像卷）

要求：至少需要兩塊磁盤
優點：用過硬盤鏡像數據實現數據冗餘，保證數據的安全性，在兩塊盤上互爲備份，當原始數據繁忙時，可以直接從鏡像備份中讀取數據；
缺點：是RAID級別中單位成本最高的，當其中一塊磁盤掛掉時，系統可以直接切換到鏡像盤上讀寫，並且不需要重組失效的數據，磁盤利用率50%
3.RAID5:
原理：數據以塊(chunk)爲單位分散存儲在各個硬盤上，RAID 5不對數據進行備份，而是把數據和與其對應的奇偶校驗信息存儲到組成的RAID5的各個磁盤上，並且將奇偶校驗信息和對應的數據分別存儲於不同的磁盤上，其中一塊（只允許一塊）掛掉時，利用剩下的數據和校驗信息可以恢復數據。

上表中的A、B值即代表不同的位，利用異或運算可以簡單算出掛掉磁盤上的數據。
要求：需要3塊及以上硬盤
優勢：兼顧讀寫速度和數據安全，讀寫性能提升,其中一塊磁盤掛掉時，可以保證數據不被損壞；（需要注意的是，只允許壞一塊盤，並且壞盤要及時更換）

磁盤利用率=[（n-1）/n] * 2/3

4.RAID 1+0:

先創建RAID 1，在RAID的基礎上創建RAID 0

優點：數據安全性好，讀寫性能提升，有容錯率：只要不是一個RAID 1上的2個硬盤同時損壞，都不影響數據的正常讀寫，數據恢復快

缺點：寫性能較RAID 0+1 差一些

5.RAID 0+1

先創建RAID 0，在RAID 0 的基礎上再創建RAID 1

優點：性能上考慮的話，RAID 0+1要更有優勢一些，RAID 0+1寫入速度更快一些，讀取速度和RAID 1+0 一樣，

缺點：一旦其中一塊硬盤掛掉之後，一半的硬盤無法正常工作，如果2個條帶上各壞一塊，整個陣列將掛掉
6.JBOD:Just a Bunch Of Disks:不是標準的 RAID 等級，它通常用來表示一個沒有控制軟件提供協調控制的磁盤集合。
功能：將多塊磁盤的空間合併一個連續空間使用，sum(S1,S2,..)
RAID的具體實現方式
1.硬件實現方式:通過BIOS參數調整來實現
2.軟件實現方式:通過軟件工具mdadm來實現
mdadm:是一個模擬化的工具
用法: mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>
支持的RAID級別有:RAID-0,RAID-1,RAID-4,RAID-5,RAID-6,RAID-10
模式<mode>:創建，裝配，監控，管理
具體操作過程所涉及的命令及相關選項：
1.創建：
使用mdadm命令:mdadm支持的選項有：
-C:創建RAID,還有以下子選項:
-n#:使用#個塊設備來創建此RAID
-l#:指明要創建的RAID的級別
-a{yes|no}:自動創建目標RAID設備的設備文件
-c CHUNK_SIZE:指明塊大小、
-x#:指明空閒盤的個數
-D:顯示RAID的詳細信息
mdadm -D /dev/md#:
2.裝配:
mdadm -A:裝配模式，重新識別此前實現的RAID
3.監控模式:
mdadm -F:監控模式
4.管理模式:
-f:標記指定磁盤爲損壞
-a:添加磁盤
-r:移除磁盤
其他管理:
觀察md的狀態:cat /proc/mdstat
停止md設備:mdadm -S /dev/md#