常用RAID简介及软RAID的实现

Posted 2020-06-26

常用RAID简介及软RAID的实现

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,组成一个快速，超大容量的外存储器系统。它在阵列控制器的控制和管理下，实现快速，并行或交叉存取，并有较强的容错能力。

 

二、RAID的优势

1.提高传输速率。RAID通过在多个磁盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量。

2.通过数据校验提供容错功能，提供更高的安全性；“虚拟化”使可管理性极大的增强，易于灵活的进行容量扩展；通过冗余技术和热备、热换提升了可靠性，“磁盘分块”技术带来性能的提高。

 三、RAID技术

1.磁盘镜像技术

      镜像冗余使用了磁盘镜像技术，磁盘镜像是一个简单的设备虚拟化技术，每个I/O操作都会在两个       磁盘上执行，两个磁盘看起来就像一个磁盘一样，镜像冗余可以提高磁盘的读性能及冗余性。

2.冗余算法

根据冗余算法计算阵列中成员磁盘上数据的校验信息，将校验信息保存在其他的磁盘资源上,保证数据可靠性,和镜像冗余相比较，校验冗余的开销更小。

      XOR算法：

        相同为假，不同为真

         XOR的逆操作是XOR

四、RAID的类型及级别

1.RAID实现的方式：

      硬件RAID:有专门的RAID控制处理器和I/O处理芯片来处理RAID任务，不需占用主机CPU资源

          外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力

           内接式RAID：主板集成RAID控制器

Software RAID(软件RAID)：功能都依赖于主机CPU完成,没有第三方的控制处理器和I/O芯片

2.RAID级别：

      组成RAID阵列的不同方式，不同的RAID级别在存储性能、数据可靠性、存储成本等方面存在差异。

1)RAID0是以条带的形式将数据均匀分布在阵列的各个磁盘上，可提供更快的访问速度，但并不能为数据提供更好的保护。

2):RAID1以镜像为冗余方式，对虚拟磁盘上的数据做多份拷贝，放在成员磁盘上，从而为提供良好的容错能力。

3) 在RAID3中，数据块被分为更小的块并行传输到各个成员磁盘上，同时计算XOR校验数据存放到专用的校验磁盘上，该模式将校验位存储在独立的专用磁盘上，因而可以提供较好的容错性能。

4) RAID5采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上，该模式在增加数据读取速度的同时还可以有效地提高数据保护性能。

 

2.组合RAID

从RAID0到RAID6，不同级别的RAID在性能、冗余、价格等方面做了不同程度的折中,组合不同级别的RAID，目的是扬长避短，产生具有优势特性的混合RAID级别

 

重点介绍RAID 10 、 RAID 50

1)RAID10结合RAID1和RAID0，先镜像，再条带化。

  

2)RAID50是RAID5和RAID0的结合，先实现RAID5，再条带化。

各等级RAID优劣比较

3.软RAID是由内核中软件模块md(multi disks)实现的。由md模拟出逻辑RAID即/dev/md#(#跟级别没关，只标识设备）。

mdadm:支持将任何块设备做成RAID.

  模式化命令:

     创建模式   -C

           专用模式：-l 指定级别

                       -n 设备个数

                       -a  自动为其创建设备文件

                       -c  指定CHUNK大小

    管理模式   --add , --del

     监控模式   -F

     增长模式   -G

     装配模式   -A

 

实例：用两块1G硬盘，做RAID0

1.创建RAID

2.格式化/dev/md0

3.挂载/dev/md0

4.查看RAID状态