RAID详解+RAID5配置实战

RAID 将一组硬盘连结起来，组成一个阵列，以避免单个硬盘损坏而带来的数据损失， 同时亦提供了比单个硬盘高的可用性及容错性。常见的组合方式有：RAID0、RAID1、RAID5、 RAID6、RAID01、RAID10，下面分别介绍它们的特性。

RAID 0：一块或以上硬盘

RAID0 俗称“条带”，它将两个或多个硬盘组成一个逻辑硬盘，容量是所有硬盘之和，因 为是多个硬盘组合成一个，故可并行写操作，写入速度提高，但此方式硬盘数据没有冗余， 没有容错，一旦一个物理硬盘损坏，则所有数据均丢失。因而，RAID0 适合于对数据量大， 但安全性要求不高的场景，比如音像、视频文件的存储等。

RAID 1：至少需要两块硬盘

RAID1 俗称“镜像”，它最少由两个硬盘组成，且两个硬盘上存储的数据均相同，以实现 数据冗余。RAID1 读操作速度有所提高，写操作理论上与单硬盘速度一样，但由于数据需 要同时写入所有硬盘，实际上稍为下降。容错性是所有组合方式里最好的，只要有一块硬盘 正常，则能保持正常工作。但它对硬盘容量的利用率则是最低，只有 50%，因而成本也是 最高。RAID1 适合对数据安全性要求非常高的场景，比如存储数据库数据文件之类。

RAID 5：至少需要三块硬盘

RAID5 最少由三个硬盘组成，它将数据分散存储于阵列中的每个硬盘，并且还伴有一 个数据校验位，数据位与校验位通过算法能相互验证，当丢失其中的一位时，RAID 控制器 能通过算法，利用其它两位数据将丢失的数据进行计算还原。因而 RAID5 最多能允许一个 硬盘损坏，有容错性。RAID5 相对于其它的组合方式，在容错与成本方面有一个平衡，因 而受到大多数使用者的欢迎。一般的磁盘阵列，最常使用的就是 RAID5 这种方式。

RAID 6：至少需要四块硬盘

RAID6 是在 RAID5 的基础上改良而成的，RAID6 再将数据校验位增加一位，所以允许 损坏的硬盘数量也由 RAID5 的一个增加到二个。由于同一阵列中两个硬盘同时损坏的概率 非常少，所以，RAID6 用增加一块硬盘的代价，换来了比 RAID5 更高的数据安全性。

RAID 10：至少需要四块硬盘

RAID10就是RAID1+0 是先将数据进行镜像操作，然后再对数据进行分组，RAID 1 在这里就是一个 冗余的备份阵列，而 RAID 0 则负责数据的读写阵列。至少要四块盘，两块做 raid0,另两块 做 raid1，RAID 10 对存储容量的利用率和 RAID 1 一样低，只有 50%. Raid1+0 方案造成了 50%的磁盘浪费，但是它提供了 200%的速度和单磁盘损坏的数 据安全性，并且当同时损坏的磁盘不在同一 Raid1 中，就能保证数据安全性、RAID 10 能 提供比 RAID 5 更好的性能。这种新结构的可扩充性不好，使用此方案比较昂贵。

相关理论：

raid0 ：读写性能比较强，支持两块以上硬盘，没有容错功能，磁盘利用率100%

raid1 ：偶数块硬盘，支持完全容错，读写性能相对单块磁盘会快一些，磁盘利用率50%，成本比较高

raid5 ：三块及以上个数硬盘组成，一块硬盘的空间用作于做校验，读取速度会比较快，但是写入相对不高，磁盘利用率：（n-1）/n，最多支持一块硬盘故障，数据重建速度回比较慢

raid6 ：四块及以上的硬盘构成，支持两块出错，用两块硬盘的空间做奇偶校验，读写性能比raid5弱，容错能力比raid5要强一些，磁盘利用率（n-2）/n

raid10：偶数  4块及以上的硬盘，先做raid1，再做raid0，支持完全容错，读写性能强，磁盘利用率50%，成本比较高

相关命令：

查看软件是否安装：rpm -qa | grep mdadm

对硬盘进行分区-制定分区类型为fd

创建raid5：mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 5 /dev/sd[bcde]1

格式化：mkfs.xfs /dev/md0

创建挂载点：mkdir /raid5

挂载:  mount /dev/md0 /raid5

查看raid5构建状态:  cat /proc/mdstat

模拟硬盘故障：mdadm /dev/md0 -f /dev/sde1

移除故障硬盘：mdadm /dev/md0 -r /dev/sde1

添加新的硬盘：mdadm /dev/md0 -a /dev/sde1

查看raid5重建过程：cat /proc/mdstat

实验 配置raid5

（1）安装mdadm工具

在CentOS7.3系统中mdadm工具由mdadm-3.4-14.el7.x86_64软件包提供，执行rpm-qa | grep mdadm命令查看系统中是否安装mdadm工具。若系统内未安装mdadm工具，可使用RPM或YUM方式安装。

（2）准备用于RAID阵列的分区

为Linux服务器添加4块SCSI硬盘。使用fdisk工具各划分出一块2GB的分区，依次为/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1,将分区的类型ID均更改为fd。fd分区类型对应“Linux raid autodetect”，表示支持用于RAID磁盘阵列。

下面以/dev/sdb磁盘为例进行创建分区操作演示。

创建完4个分区后，执行fdisk -l | grep '/dev'查看分区结果

（3）创建RAID设备

使用mdadm命令创建RAID，执行以下命令即可创建名称为md0的RAID5。

上述命令中所用到参数的作用如下所示。

-C：等同于create，表示新建；

-v：显示创建过程中的信息；

/dev/md0：创建RAID5的名称；

-a：--auto，表示通知mdadm是否创建设备文件，并分配一个未使用的次设备号，后面跟yes代表如果有上面设备文件没有存在的话就自动创建；

-n：指定使用几块硬盘创建RAID，n4表示使用4块硬盘创建RAID；

-l：指定RAID的级别，l5表示创建RAID5；

/dev/sd[bcde]1：指定四块磁盘分区。

查看RAID5创建结果。

（4）创建并挂载文件系统

从上述df-hT命令的结果中的值/dev/md0容量为6G。4块2G磁盘应该8G，为什么容量只显示6G？这是RAID5的特性，用于存放校验数据的部分不显示。

2.RAID阵列管理及设备恢复

（1）扫描查看磁盘阵列信息

参数解释：

D：detail的缩写，打印一个或多个磁盘阵列的详细信息；

v：对正在发生的事情显示更详细的信息；

s：扫描/proc/mdstat中的阵列设备列表。

（2）建立配置文件

为了方便日后启动/停止RAID阵列，可以创建一个配置文件来进行管理。

（3）启动和停止进行测试

（4）实现故障恢复