RAID技術圖解（mdadm） 　　RAID （ Redundant Array of Independent Disks ）即獨立磁盤冗余陣列，通常簡稱為磁盤陣列。簡單地說， RAID 是由多個獨立的高性能磁盤驅動器組成的磁盤子系統，從而提供比單個磁盤更高的存儲性能和數據冗余高可靠性的存儲技術。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勢。 　

　反而言之，通過用操作系統來完成RAID功能的就是軟RAID，比如：在Linux操作系統下，用3塊硬盤做RAID5。 　　直接通過軟件層實現的RAID，所有功能都是操作系統（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來說是可見的，但操作系統并不把各個成員盤呈現給用戶，而只是把通過軟件層配置好的虛擬RAID卷呈現給用戶，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 的一個顯然優勢，它擴大了磁盤的容量，由多個磁盤組成的 RAID 系統具有海量的存儲空間。 　　高性能 　　RAID 的高性能受益于數據條帶化技術。通過數據條帶化， RAID 將數據 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 的數據冗余特征。 　

　可管理性 　　實際上， RAID 是一種虛擬化技術，它對多個物理磁盤驅動器虛擬成一個大容量的邏輯驅動器；RAID 可以動態增減磁盤驅動器，可自動進行數據校驗和數據重建，這些都可以 大大簡化管理工作。 　　鏡像是一種冗余技術，為磁盤提供保護功能，防止磁盤發生故障而造成數據丟失。 　　對于 RAID 而言，采用鏡像技術 典型地 將會同時在陣列中產生兩個完全相同的數據副本，分布在兩個不同的磁盤上。鏡像提供了完全的數據冗余能力，當一個數據副本失效不可用時，外部系統仍可正常訪問另一副本，不會對應用系統運行和性能產生影響。 　　

鏡像技術可以從多個副本進行并發讀取數據，提供更高的讀 I/O 性能，但不能并行寫數據，寫多個副本會會導致一定的 I/O 性能降低。 　　磁盤存儲的性能瓶頸在于磁頭尋道定位，它是一種慢速機械運動，無法與高速的 CPU 匹配。再者，單個磁盤驅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，數據條帶技術將數據以塊的方式分布存儲在多個磁盤中，從而可以對數據進行并發處理。這樣寫入和讀取數據就可以在多個磁盤上同時進行，并發產生非常高的聚合 I/O ，有效提高了整體 I/O 性能，而且具有良好的線性擴展性。 　　

鏡像具有高安全性、高讀性能，但冗余開銷太昂貴。數據條帶通過并發性來大幅提高性能，然而對數據安全性、可靠性未作考慮。數據校驗是一種冗余技術，它用校驗數據來提供數據的安全，可以檢測數據錯誤，并在能力允許的前提下進行數據重構。相對鏡像，數據校驗大幅縮減了冗余開銷，用較小的代價換取了極佳的數據完整性和可靠性。數據條帶技術提供高性能，數據校驗提供數據安全性， RAID 不同等級往往同時結合使用這兩種技術。 　　常見RAID有RAID0 、 RAID1 、RAID5 、 RAID10、RAID01 五種 RAID 等級。標準等級是最基本的 RAID 配置集合，單獨或綜合利用數據條帶、鏡像和數據校驗技術。標準 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用需求。 　　RAID0 是一種簡單的、無數據校驗的數據條帶化技術。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點，但是它不提供數據冗余保護，一旦數據損壞，將無法恢復。 　　RAID1 稱為鏡像，它將數據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 在數據寫入時，響應時間會有所影響，但是讀數據的時候沒有影響。 RAID1 提供了最佳的數據保護，一旦工作磁盤發生故障，系統自動從鏡像磁盤讀取數據，不會影響用戶工作。 　　

RAID1 與 RAID0 剛好相反，是為了增強數據安全性使兩塊 磁盤數據呈現完全鏡像，從而達到安全性好、技術簡單、管理方便。 RAID1 擁有完全容錯的能力，但實現成本高。 　　RAID5 應該是目前最常見的 RAID 等級，它在寫操作可以同時發生在完全不同的磁盤上。因此， RAID5 不存在并發寫操作時的校驗盤性能瓶頸問題。另外， RAID5 還具備很好的擴展性。當陣列磁盤 數量增加時，并行操作量的能力也隨之增長。 　　RAID5 兼顧存儲性能、數據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據保護解決方案。 　

　目前在業界和學術研究中提到的 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，本質是對物理磁盤實現鏡像。 　　RAID10 是先做鏡像再作條帶化，是對虛擬磁盤實現鏡像。 　　RAID01 兼備了 RAID0 和 RAID1 的優點，它先用兩塊磁盤建立鏡像，然后再在鏡像內部做條帶化。 RAID01 的數據將同時寫入到兩個磁盤陣列中，如果其中一個陣列損壞，仍可繼續工作，保證數據安全性的同時又提高了性能。 RAID01 和 RAID10 內部都含有 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（提供數據的百分之百備份）差（50％）最高RAID5讀：RAID5＝RAID0（相近似的數據讀取速度）;寫：RAID5<對單個磁盤進行寫入操作（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 　　

通常計算機功能既可以由硬件來實現，也可以由軟件來實現。對于 RAID 系統而言，自然也不例外，它可以采用軟件方式實現，也可以采用硬件方式實現，或者采用軟硬結合的方式實現。硬RAID自己電腦無法實現，這里只講軟RAID實現。 　　軟RAID實現（通過mdadm軟件實現）1、安裝 　　2、mdadm介紹 　　mdadm命令常見參數解釋： 　　1、準備兩塊磁盤 　　2、創建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，如塊默認大小為4k，而條帶大小默認為64k，則stride為16，這樣就避免了RAID每次存取數據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、準備兩塊磁盤 　　2、創建raid 　　3、格式化 　　注意：這個提示是說軟raid不能用作啟動分區。4、掛載 　　1、準備兩塊磁盤 　　2、創建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選項查看陣列詳細信息如下： 　　選項：-A示例：將上述已經停止的陣列重新裝配： 　　實現自動裝配mdadm運行時會自動檢查/etc/mdadm.conf 文件并嘗試自動裝配，因此第一次配置raid后可以將信息導入到/etc/mdadm.conf 中，命令如下：