RAID阵列

Posted 2023-03-21

RAID阵列

RAID阵列概述

• RAID全称为独立磁盘冗余阵列(Rdeundant Array of Independent Disks), 简称硬盘阵列。基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、 容量巨大的硬盘。RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处：增强数据集成度，增强容错功能，增加处理量或容量。

RAID阵列介绍

• RAID 0

• 将数据分段存储于各个磁盘中，读写均可以并行处理。不具有冗余，并行I/O，速度最快。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中，RAID 0没有冗余功能。
• Size=N x min(S1,S2) N代表组成raid0的磁盘数量
• 适用领域：视频生成和编辑、图形编辑，其它需要大的传输带宽的操作。

• RAID1

• 数据被同等地写入两个或多个磁盘中，写入速度会比较慢，但读取速度会比较快。RAID1具有最高的安全性，但只有一半的磁盘空间被用来存储数据。主要用在对数据安全性要求很高，而且要求能够快速恢复被损坏的数据的场合。

• RAID 5

• 以四个硬盘组成的RAID 5为例，Ap为A1，A2和A3的奇偶校验信息，Bp为B1，B2，B3的奇偶校验信息，以此类推。RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID 5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID 5的一个磁盘数据发生损坏后，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。
• 磁盘数：最低3个 优点：读性能较高，中等的写性能，校验信息的分布方式存取，避免出现写操作的瓶颈； 缺点：控制器设计复杂，磁盘重建的过程比较复杂； 可用空间：（N-1）*min（S1，S2，S3，…） 有容错能力：允许损坏1块磁盘 适用领域：文件服务器、email服务器、web服务器等环境，数据库应用；

• RAID 10 / RAID 01
  
• RAID50

raid5阵列构建

创建raid阵列

• 添加六块磁盘；查看一下系统中磁盘设备：fdisk -l

• 接下来开始创建RAID了，主要会应用到mdadm命令
  
  
  
• 查看RAID是否成功创建及是否正常运行，执行mdadm --detail /dev/md0 命令查看RAID的详细信息。
  
• 查看/proc/mdstat文件，可以比较简单明了的查看RAID创建和运行的情况。执行 mdadm -Q /dev/md0 //-Q用来查询设备信息（简易信息）。
  
  
  
• 格式化并且挂载和使用创建的RAID

• 设置开机自动启动RAID以及自动挂载
  

• 添加到最后一行

• 重启系统
  

扩容raid磁盘阵列

• 把raid5阵列/dev/md0修改为5个块设备
  
  
  
• 扩展文件系统、验证
  

模拟RAID5中一块磁盘损坏，检验spare磁盘的功能

• mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdd //使用此命令设置磁盘sdd成为出错的状态
  
  
  
  
  

将出错的磁盘删除并加入新的磁盘

• 先删除损坏的磁盘sdd
  
• 再添加一块新的磁盘作为spare磁盘
  

关闭软件RAID的方法（删除raid）

• 卸载/dev/md0，并且删除或注释掉/etc/fstab文件中的配置
  
  
  
• 注释掉或删除/etc/mdadm.conf中的设置
  
• 停止raid设备
  
• 删除raid中的所有磁盘
  

raid阵列公开课：Raid5阵列重组及恢复数据方法

很多人认为数据恢复是一项很高深的技术，尤其raid磁盘阵列数据恢复更为复杂。其实不然，只要我们了raid磁盘阵列的工作原理，那么我们就可以轻松的分析出损坏的阵列信息，从而恢复磁盘阵列的数据。今天为大家介绍的就是raid5磁盘阵列故障后的数据恢复方法。

Raid5数据恢复的全部秘密

在介绍数据恢复方法之前先介绍一下raid5阵列的校验方式，也就是我们所说的“奇偶校验”或者“异或校验”。
我们举例说明一下：0101 xor 0010根据上述运算规则来计算的话二者第一位都是 0 ，两者相同，结果为 0 ；第二、三、四位的数值不同则结果均为1，所以最终结果为 0111，用公式表示为：0101 xor 0010 = 0111，所以在 a xor b=c 中如果缺少其中之一，我们可以通过其他数据进行推算，这就是raid5数据恢复的全部秘密。

Raid5数据恢复实例教学

我们采用北亚电子取证能力训练系统中的一个实例来讲解raid5数据恢复的具体方法，视频课程请点此处查看。

考题内容为：
已知5个500M的磁盘镜像，这5个镜像原本是一个raid5卷，由于硬盘相继掉线导致raid5阵列不可用。原raid5的起始位置、盘序、块大小、校验方式等均为未知条件。现在要求我们从这5个镜像文件中分析raid阵列信息，从而重组raid阵列，恢复题目中指定的那个文件并计算HASH值。

数据恢复过程：

1. 用winhex打开这5个镜像文件，并把每一个磁盘文件转换为磁盘格式，以便分析raid信息。
2. 依次在打开的文件中查找raid阵列的起始位置，我们的常用方法是在文件中查询“55AA”标志，如果内容较多的话我们可以直接查询“0055AA”。查询到这个起始位置后记录相应的扇区位置。在本案例中这个扇区位置为“3944 4-3 mbr”
3. 分析块大小，我们随便在某一块硬盘中查询一下file，根据奇数盘的规律，我们一直向下查找，直到出现file断开的地方，那么这一段的数据就是本次raid的条带间隔。那么在本次案例中我们通过查询得出raid的块大小为256k。
4. 分析到块大小后，我们将所有的磁盘全部跳转到第一个记录块的位置，记录块的分布规则并调整顺序。本例中得到的位置信息为3—2—1—5—4：
5. 按照我们分析出来的这个盘序信息使用winhex重组raid阵列，重组时硬盘顺序为3—2—1—5—4；起始位置都是3944，条带大小为512扇区。
6. 重组raid后解释NTFS文件系统，我们可以看到阵列中的数据。我们对文件进行验证即可。如果验证失败，需要将raid阵列中的硬盘依次进行缺盘处理，直道验证通过。经过验证，缺失第3块硬盘是正确的重组方式。提取题目要求的文件即可。