什么是 RAID?
RAID: 独立磁盘冗余阵列 (Redundant Array of Independent Disks),简称硬盘阵列。RAID 是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来,形成一个硬盘组(逻辑硬盘)。将逻辑硬盘挂载给操作系统,在系统中读取到的是单块硬盘 (即逻辑硬盘) 而非多块硬盘 (独立的物理磁盘)。RAID 技术通过增加硬盘的数量增加了平均故障间隔时间 (MTBF),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。
常用的 RAID 级别:
RAID0、RAID1、RAID 3、RAID5、RAID6、RA J10、RAID50
逻辑硬盘优点
1、容量大
2、性能好
3、可靠性高
RAID 实现方式
RAID 实现方式分为两种,分别是软件 RAID、硬件 RAID
软件 RAID
优点
1、成本低,无需购置硬件;
2、允许用户重新配置磁盘阵列,不受硬件限制。
缺点
1、读写性能差;
2、软件 RAID 会占用系统资源。
硬件 RAID
优点:
1、不消耗硬盘性能及存储空间;・相对于操作系统独立;
2、磁盘故障易更换。
缺点:
1、相比较软件 RAID 成本高;
2、硬件 RAID 卡故障,必须更换同型号或与故障卡相互兼容的型号。
RAID 保护方式有两种镜像与校验
镜像就是克隆出来一个副本,数据相同
校验就是使用奇偶校验法逻辑算法为异或
RAID0 原理
至少使用两块物理盘
使用率 100%
可靠性弱
R/W 最好
RAID 1
至少使用两块物理盘
使用率 50%
支持重构效率较快
数据读写,先写入镜像在写入物理盘
物理盘故障换上新的镜像会把数据复制给物理盘
RAID 3
利用率 n-1/n(n 为盘数)
至少需要 3 个盘
支持重构
R/W 取决盘数
RAID 3 使用奇偶校验来保证数据可靠性。
RAID 3 配备一块专用的校验盘,将奇偶校验数据写入校验盘。
RAID 3 物理盘 1 损坏时,将新磁盘更换后将校验盘和物理盘 2 的数据进行异或运算后再将数据恢复到新磁盘。
RAID5
本质与 RAID3 没有区别主要就是把校验盘取消,校验数据都写入物理盘
重构:RAID 5 物理盘 1 损坏时,将磁盘更换后会将校验数据和物理盘数据进行异或运算,再将数据恢复到新物理盘。
不过 RAID 3 与 RAID 5 一样最多允许坏一个盘为了解决这个问题有了 RAID6
RAID 6
RAID 6 的可靠性高于 RAID5。
RAID 6 有两个校验数据,分别为 P 和 Q。校验数据 P 和 Q 是由以下公式计算得来的
eg:
P1=D0⊕D1⊕D2
Q1=(D0α)⊕(D1β)⊕(D2*γ)
其中 α,β,γ 为赋予的常量值
重构与 RAID5 相似,多了一步运算,原理相同。
可以通过二元一次方程计算
RAID 10
RAID 10 通过数据副本的方式保证数据可靠性。
RAID 10 是先做 RAID 1 在做 RAID 0。
RAID 50
RAID 50 通过奇偶校验保证数据可靠性。
·
RAID 先做 RAID 5 在做 RAID 0
增加速度与可靠性
·
总结如下
- 模块化工具 mdadm1. 支持的 RAID 级别:RAID0,RAID1,RAID4,RAID5,RAID6,RAID10; 2. 可以基于多块硬盘、分区以及逻辑卷来实现 RAID; 3. 状态信息保存在 /proc/mdstat 4. 已创建好的 RAID 位于 /dev/md#
- mdadm 的语法格式
- 实现实例
创建一个大小为 10G 的 RAID1,要求有一个空闲盘,而且 CHUNK 大小为 128k,格式化 ext4 文件系统,要求可开机自动挂载至 /backup 目录,而且不更新访问时间戳,且支持 acl 功能
- 注意:
- 创建好 RAID 之后,最好将相关信息保存到
/etc/mdadm
文件中,如是在下次启动系统时会自动挂载启用 RAID# mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf - 创建好 RAID 之后使用时要使用 RAID 设备来挂载,不要对原块设备操作
- 在停止 RAID 之前要先卸载,而后使用
mdadm -S
命令 - 若要重启 RAID 使用
mdadm -R
命令,但是由于操作系统或软件版本的问题,关闭 RAID 后会找不到/dev/md#
块设备,此时只要重启系统便可,因为已把相关信息保存至/etc/mdadm.conf
文件
- 创建好 RAID 之后,最好将相关信息保存到