RAID技術(shù)圖解（mdadm） 　　RAID （ Redundant Array of Independent Disks ）即獨(dú)立磁盤冗余陣列，通常簡稱為磁盤陣列。簡單地說， RAID 是由多個獨(dú)立的高性能磁盤驅(qū)動器組成的磁盤子系統(tǒng)，從而提供比單個磁盤更高的存儲性能和數(shù)據(jù)冗余高可靠性的存儲技術(shù)。RAID分為硬 RAID、全軟 RAID、半軟 RAID。 　　簡單來說就是全部通過用硬件來實現(xiàn)RAID功能的就是硬RAID，比如：各種RAID卡，還有主板集成能夠做的RAID都是硬RAID。 　　硬RAID全面具備了自己的RAID控制/處理與I/O處理芯片，甚至還有陣列緩沖（Array Buffer），對CPU的占用率以及整體性能中最有優(yōu)勢。 　

　反而言之，通過用操作系統(tǒng)來完成RAID功能的就是軟RAID，比如：在Linux操作系統(tǒng)下，用3塊硬盤做RAID5。 　　直接通過軟件層實現(xiàn)的RAID，所有功能都是操作系統(tǒng)（OS）與CPU來完成，可想而知這是效率最低的一種RAID。 　　與硬RAID不同的是，軟RAID的各個成員盤對于操作系統(tǒng)來說是可見的，但操作系統(tǒng)并不把各個成員盤呈現(xiàn)給用戶，而只是把通過軟件層配置好的虛擬RAID卷呈現(xiàn)給用戶，使用戶可以像使用一個普通磁盤一樣使用RAID卷。 　　與硬 RAID 和 全軟 RAID 相比，半軟 RAID需要一張RAID卡，以及廠商所提供的驅(qū)動程序。 　　但是半軟半硬RAID 缺乏自己的I/O 處理芯片，所以這方面的工作仍要由CPU 與驅(qū)動程序來完成。而且，半軟半硬RAID 所采用的RAID 控制/處理芯片的能力一般都比較弱，不能支持高的RAID 等級。 　　大容量 　　這是 RAID 的一個顯然優(yōu)勢，它擴(kuò)大了磁盤的容量，由多個磁盤組成的 RAID 系統(tǒng)具有海量的存儲空間。 　　高性能 　　RAID 的高性能受益于數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)。通過數(shù)據(jù)條帶化， RAID 將數(shù)據(jù) I/O 分散到各個成員磁盤上，從而獲得比單個磁盤成倍增長的聚合 I/O 性能。 　

　可靠性 　　可用性和可靠性是 依賴于RAID 的數(shù)據(jù)冗余特征。 　

　可管理性 　　實際上， RAID 是一種虛擬化技術(shù)，它對多個物理磁盤驅(qū)動器虛擬成一個大容量的邏輯驅(qū)動器；RAID 可以動態(tài)增減磁盤驅(qū)動器，可自動進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗和數(shù)據(jù)重建，這些都可以 大大簡化管理工作。 　　鏡像是一種冗余技術(shù)，為磁盤提供保護(hù)功能，防止磁盤發(fā)生故障而造成數(shù)據(jù)丟失。 　　對于 RAID 而言，采用鏡像技術(shù) 典型地 將會同時在陣列中產(chǎn)生兩個完全相同的數(shù)據(jù)副本，分布在兩個不同的磁盤上。鏡像提供了完全的數(shù)據(jù)冗余能力，當(dāng)一個數(shù)據(jù)副本失效不可用時，外部系統(tǒng)仍可正常訪問另一副本，不會對應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行和性能產(chǎn)生影響。 　　

鏡像技術(shù)可以從多個副本進(jìn)行并發(fā)讀取數(shù)據(jù)，提供更高的讀 I/O 性能，但不能并行寫數(shù)據(jù)，寫多個副本會會導(dǎo)致一定的 I/O 性能降低。 　　磁盤存儲的性能瓶頸在于磁頭尋道定位，它是一種慢速機(jī)械運(yùn)動，無法與高速的 CPU 匹配。再者，單個磁盤驅(qū)動器性能存在物理極限， I/O 性能非常有限。 　

　RAID 由多塊磁盤組成，數(shù)據(jù)條帶技術(shù)將數(shù)據(jù)以塊的方式分布存儲在多個磁盤中，從而可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行并發(fā)處理。這樣寫入和讀取數(shù)據(jù)就可以在多個磁盤上同時進(jìn)行，并發(fā)產(chǎn)生非常高的聚合 I/O ，有效提高了整體 I/O 性能，而且具有良好的線性擴(kuò)展性。 　　

鏡像具有高安全性、高讀性能，但冗余開銷太昂貴。數(shù)據(jù)條帶通過并發(fā)性來大幅提高性能，然而對數(shù)據(jù)安全性、可靠性未作考慮。數(shù)據(jù)校驗是一種冗余技術(shù)，它用校驗數(shù)據(jù)來提供數(shù)據(jù)的安全，可以檢測數(shù)據(jù)錯誤，并在能力允許的前提下進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)。相對鏡像，數(shù)據(jù)校驗大幅縮減了冗余開銷，用較小的代價換取了極佳的數(shù)據(jù)完整性和可靠性。數(shù)據(jù)條帶技術(shù)提供高性能，數(shù)據(jù)校驗提供數(shù)據(jù)安全性， RAID 不同等級往往同時結(jié)合使用這兩種技術(shù)。 　　常見RAID有RAID0 、 RAID1 、RAID5 、 RAID10、RAID01 五種 RAID 等級。標(biāo)準(zhǔn)等級是最基本的 RAID 配置集合，單獨(dú)或綜合利用數(shù)據(jù)條帶、鏡像和數(shù)據(jù)校驗技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn) RAID 可以組合，即 RAID 組合等級，滿足 對性能、安全性、可靠性要求更高的存儲應(yīng)用需求。 　　RAID0 是一種簡單的、無數(shù)據(jù)校驗的數(shù)據(jù)條帶化技術(shù)。實際上不是一種真正的 RAID ，因為它并不提供任何形式的冗余策略。 　　RAID0 具有低成本、高讀寫性能、 100% 的高存儲空間利用率等優(yōu)點(diǎn)，但是它不提供數(shù)據(jù)冗余保護(hù)，一旦數(shù)據(jù)損壞，將無法恢復(fù)。 　　RAID1 稱為鏡像，它將數(shù)據(jù)完全一致地分別寫到工作磁盤和鏡像 磁盤，它的磁盤空間利用率為 50% 。 RAID1 在數(shù)據(jù)寫入時，響應(yīng)時間會有所影響，但是讀數(shù)據(jù)的時候沒有影響。 RAID1 提供了最佳的數(shù)據(jù)保護(hù)，一旦工作磁盤發(fā)生故障，系統(tǒng)自動從鏡像磁盤讀取數(shù)據(jù)，不會影響用戶工作。 　　

RAID1 與 RAID0 剛好相反，是為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性使兩塊 磁盤數(shù)據(jù)呈現(xiàn)完全鏡像，從而達(dá)到安全性好、技術(shù)簡單、管理方便。 RAID1 擁有完全容錯的能力，但實現(xiàn)成本高。 　　RAID5 應(yīng)該是目前最常見的 RAID 等級，它在寫操作可以同時發(fā)生在完全不同的磁盤上。因此， RAID5 不存在并發(fā)寫操作時的校驗盤性能瓶頸問題。另外， RAID5 還具備很好的擴(kuò)展性。當(dāng)陣列磁盤 數(shù)量增加時，并行操作量的能力也隨之增長。 　　RAID5 兼顧存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本等各方面因素，它可以理解為 RAID0 和 RAID1 的折中方案，是目前綜合性能最佳的數(shù)據(jù)保護(hù)解決方案。 　

　目前在業(yè)界和學(xué)術(shù)研究中提到的 RAID 組合等級主要有 RAID00 、 RAID01 、 RAID10 、 RAID100 、 RAID30 、 RAID50 、 RAID53 、 RAID60 ，但實際得到較為廣泛應(yīng)用的只有 RAID01 和 RAID10 兩個等級。所以這里只講RAID01 和 RAID10。1、RAID01 和 RAID10 　　RAID01 是先做條帶化再作鏡像，本質(zhì)是對物理磁盤實現(xiàn)鏡像。 　　RAID10 是先做鏡像再作條帶化，是對虛擬磁盤實現(xiàn)鏡像。 　　RAID01 兼?zhèn)淞?RAID0 和 RAID1 的優(yōu)點(diǎn)，它先用兩塊磁盤建立鏡像，然后再在鏡像內(nèi)部做條帶化。 RAID01 的數(shù)據(jù)將同時寫入到兩個磁盤陣列中，如果其中一個陣列損壞，仍可繼續(xù)工作，保證數(shù)據(jù)安全性的同時又提高了性能。 RAID01 和 RAID10 內(nèi)部都含有 RAID1 模式，因此整體磁盤利用率均僅為 50% 。2、RAID01和RAID10的區(qū)別 　　類型讀寫性能安全性、可靠性磁盤利用率成本RAID0最好（因并行性而提高）最差（完全無安全保障）最高（100％）最低RAID1讀和單個磁盤無分別，寫則要寫兩邊最高（提供數(shù)據(jù)的百分之百備份）差（50％）最高RAID5讀：RAID5＝RAID0（相近似的數(shù)據(jù)讀取速度）;寫：RAID5<對單個磁盤進(jìn)行寫入操作（多了一個奇偶校驗信息寫入）raid0與raid1折中raid0>RAID5>RAID 1RAID1>RAID5>RAID0RAID10;RAID10讀：RAID10＝RAID0;寫：RAID10＝RAID1RAID10＝RAID1RAID10＝RAID1（50％）RAID10＝RAID1 　　

通常計算機(jī)功能既可以由硬件來實現(xiàn)，也可以由軟件來實現(xiàn)。對于 RAID 系統(tǒng)而言，自然也不例外，它可以采用軟件方式實現(xiàn)，也可以采用硬件方式實現(xiàn)，或者采用軟硬結(jié)合的方式實現(xiàn)。硬RAID自己電腦無法實現(xiàn)，這里只講軟RAID實現(xiàn)。 　　軟RAID實現(xiàn)（通過mdadm軟件實現(xiàn)）1、安裝 　　2、mdadm介紹 　　mdadm命令常見參數(shù)解釋： 　　1、準(zhǔn)備兩塊磁盤 　　2、創(chuàng)建raid 　　3、格式化 　　注意：在格式化時，可以指定-E選項下的stride參數(shù)指定條帶是塊大小的多少倍，有在一定程度上提高軟RAID性能，如塊默認(rèn)大小為4k，而條帶大小默認(rèn)為64k，則stride為16，這樣就避免了RAID每次存取數(shù)據(jù)時都去計算條帶大小，如： 　　其中stride=chunk/block，為2的n次方4、掛載 　　1、準(zhǔn)備兩塊磁盤 　　2、創(chuàng)建raid 　　3、格式化 　　注意：這個提示是說軟raid不能用作啟動分區(qū)。4、掛載 　　1、準(zhǔn)備兩塊磁盤 　　2、創(chuàng)建raid 　　3、格式化 　　4、掛載 　　5、增加熱備磁盤 　　【科普熱備】 　　熱備的概念是 平時不參與陣列，就是一塊空盤，在陣列中某一塊盤壞掉了 熱備才頂上 　　選項：-a(--add)，-d(--del),-r(--remove),-f(--fail) 　　注意： 　　選項：-S = --stop 　　選項：-F不常用，不做詳細(xì)說明。 　　選項：-G示例，將上述raid5的熱備磁盤增加到陣列工作磁盤中 　　注意：-n 4 表示使用四塊工作磁盤再次使用-D選項查看陣列詳細(xì)信息如下： 　　選項：-A示例：將上述已經(jīng)停止的陣列重新裝配： 　　實現(xiàn)自動裝配mdadm運(yùn)行時會自動檢查/etc/mdadm.conf 文件并嘗試自動裝配，因此第一次配置raid后可以將信息導(dǎo)入到/etc/mdadm.conf 中，命令如下：