raid浅析

Posted 2020-06-26

一、什么是raid  

     磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意 

     磁盘阵列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

   

 二、raid的分类

    raid在企业中的使用主要有三种：

    1、外接式 

    外接式最常被使用大型服务器上，具可热交换（Hot Swap）的特性，不过这类产品的价格都很贵

    2、内接式  

    内接式价格相对便宜，并且能够***能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案，它的实现是主要是依靠机器内的raid卡。也是目前使用最广泛的一种方式

  3、利用软件来仿真

    利用软件仿真的方式，是指通过操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。linux中提供的磁盘管理工具为mdadm，可以用此来实现软raid。

三、raid的分级

  目前企业中使用最广泛的raid主要有：raid 0，raid 1，raid 4，raid 5，raid10，接下来对其进行详细的说明。

  1、raid 0

  raid 0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可，成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。raid 0没有提供冗余或错误修复能力，但实现成本是最低的。实现的原理如下图：

 

   性能：读、写性能提升；无容错能力

  2、raid1

 raid 1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力，工作模式如下图：

  

    性能：读性能提升、写性能略有下降；有冗余能力

 

  3、raid 4

  创建RAID 4需要三块或更多的磁盘，并以RAID 0方式将数据写入其它磁盘，而它专门有一个磁盘里面存放校验（XOR:奇偶校验）信息。

 性能：校验较为迅速，但写入速度极差，控制器的设计更加复杂，有冗余功能，但是如果校验盘损坏就无法恢复。

  4、raid 5

  也是运用校验功能实现冗余功能的，但它与raid 4最大的不同是，他的校验信息不是集中存放在一张磁盘中的，而是分布存放在阵列中的所有磁盘中。

   

 性能：读、写性能提升，有容错能力，可能允许整列中任意一个硬盘损坏，而对数据没有影响。

      5.raid 10

      是有raid1和raid0组合而成的，即先做镜像raid1，再做条带raid0。

     性能：读、写提升，有冗余能力.

四、linux中软raid的实现

       linux中有一个磁盘管理工具可以实现软raid，工具名为：mdadm

      命令的语法格式：mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>   

           [mode]模式：

            -C:创建模式

            -A:装配模式

            -F:监控模式

            -f，-r，-a：管理模式

           <raiddevice>设备：/dev/md#

           <component-devices>: 任意块设备

 

     

  -C: 创建模式

  -n #: 使用#个块设备来创建此RAID；

  -l #：指明要创建的RAID的级别；

  -a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；

  -c CHUNK_SIZE: 指明块大小；

  -x #: 指明空闲盘的个数；

    

   -D：显示raid的详细信息；

     

   管理模式：

   -f: 标记指定磁盘为损坏

   -a: 添加磁盘         
   -r: 移除磁盘