初识RAID磁盘阵列（内含理论加实际实验操作）

本文将带领各位初识Raid磁盘阵列，下面将分为几个部分进行讲解：

---

• 各个类型的RAID磁盘阵列详解
• 阵列卡介绍
• 构建软RAID磁盘阵列实操

在正式解释各类RAID阵列之前，首先来了解一下什么是磁盘阵列？

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Drives，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。 
磁盘阵列是由很多块独立的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。

一、各个类型的RAID磁盘阵列详解

（1）RAID 0

RAID 0磁盘阵列并行读/写于多个磁盘，因此会有很高的数据传输率，但是由于其读写规律所限制，自身没有数据冗余，可靠性非常的差，一旦有一块磁盘损坏，数据会完全损坏。因此不能算严格意义的RAID结构。
组成：可由一块块磁盘并行组成（容量为所有磁盘总和）
结构示意图：

（2）RAID 1

RAID 1磁盘阵列通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。RAID 1阵列是所有阵列中成本最高的，但能提供很高的数据安全性和可用性。一旦有一块磁盘损坏，系统可以自动读取镜像磁盘里的内容，不会丢失数据。
组成：最低需由两块及以上的偶数磁盘组成（容量为N/2的容量，N为偶数）
结构示意图：

（3）RAID 5——较为常用

RAID 5磁盘阵列由N（N≥3）块磁盘组成，其中有一块磁盘不进行数据的存储而是存储校验数据，N块盘同时读写，读取性能很高，但由于有校验机制的存在，写入效率相对较差。但是正是由于校验机制的存在，RAID 5的可靠性高，可最多允许损坏一块磁盘，而不会影响数据的完整。
组成：最低需要由三块磁盘组成（容量为n-1/n）
结构示意图：

（4）RAID 6——较为常用

RAID 6磁盘阵列由N（N≥4）块磁盘组成，其基本组成与RAID 5基本一致，不过RAID 6可以看做RAID 5的效果加强版，RAID 6相对于5增加了第二块磁盘用于进行数据校验。即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。但相对于RAID 5有更大的写损失，写入能力会更差。
组成：最低需要由四块磁盘组成（容量为n-2/n）
结构示意图：

（5）RAID 10——较为常用

RAID 10磁盘阵列顾名思义为RAID 1+0的组合，先做镜像（两个RAID 1阵列），再做条带（一个RAID 0阵列）。RAID10磁盘阵列同时兼顾了RAID 1的高容错率与RAID 0的高读写率的优点，属于混合型RAID。
组成：N块盘两两镜像，再组合成RAID 0（容量为N/2）
结构组成图：

二、阵列卡介绍

阵列卡全称为磁盘阵列卡，是用来实现RAID功能的板卡，通常RAID卡分为硬RAID卡和软RAID卡两种。通过硬件来实现RAID功能的就是硬RAID。通过软件并使用CPU的RAID卡成为软RAID卡，其接口主要分为IDE接口、SCSI接口、SATA接口和目前比较新的SAS接口。不同的RAID卡支持的RAID功能不同，比如支持RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 1+0不等。

三、构建软RAID磁盘阵列实操

在开始构建RAID磁盘阵列之前，有一点是非常重要的——那就是构建软RAID的工具：mdadm软件包，如果Liunx中没有安装该软件包，那么将无法进行磁盘阵列的构建（步骤1），检查完软件包的安装情况就可进行接下来的实验了。

（1）构建RIAD 0磁盘阵列

首先，为虚拟机中的实验服务器增加两块容量相同的磁盘（本次实验均在虚拟机中进行）

安装完后，重启服务器，并用Xshell进行远程连接。开启我们的实验。
进入/dev目录下，检查磁盘是否安装成功（步骤1），使用“fdisk”命令进入到磁盘管理工具界面，在交互界面中首先按“L”即可查询到所有磁盘格式对应的ID号——磁盘阵列为fd（步骤2），接着依次按“n”新建磁盘分区——“t”修改磁盘格式（修改HEX代码为fd）——“w”保存退出（步骤3），完成第一块磁盘分区的创建（另一块同理）。




完成以上所有的准备工作后，下面就是正式构建RAID的步骤了
使用“mdadm -C -v /dev/raid0 -l0 -n2 /dev/sd[b-c]1”（步骤1）其中：
-C——创建磁盘阵列
-v——显示详细过程
-l0——表示级别为0级
-n2——由两块磁盘组成

创建完成后可通过“mdadm -D ”对新建的磁盘阵列RAID 0进行查看（步骤2）

或者也可以使用“cat /proc/mdstat”查看raid信息进行检查（步骤3）

这样一块完整的RAID 0磁盘阵列就构建好了。

（2）构建RIAD 1磁盘阵列

恢复虚拟机快照，构建RAID 1磁盘阵列的前期准备与RAID 0相同，都是添磁盘——新建分区、修改格式，这里就不重复了，直接上准备完毕的图（之后的RAID 5、6、1+0都是如此）

准备完成后，输入“mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c]1”进行RAID 1的构建（步骤1），并使用“mdadm -D”进行检查（步骤2）

这样一块完整的RAID 1磁盘阵列就构建好了。

（3）构建RIAD 5磁盘阵

接着上面的实验继续为虚拟机添加四块磁盘，并完成磁盘的分区，随即开始RAID 5磁盘阵列的构建。
或许有的朋友要问了：RAID 5 磁盘阵列只要三块磁盘就能构建，为什么要用四块呢？不要急，随着实验我会慢慢说明添加四块磁盘的用意。
输入“mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[d-f]1 -x1 /dev/sdg1”进行RAID 5的构建（步骤1）并使用“mdadm -D”进行检查（步骤2）


这时候就不难看出我准备四块磁盘的用意了，之前在创建RAID 5的时候输的“-x1”就是代表有一块磁盘作为冗余磁盘，一旦工作的磁盘发生损坏，冗余磁盘会自动进行更替，保证数据的完整性。

（4）构建RIAD 6磁盘阵列

恢复虚拟机快照为其添加四块磁盘，并为进行磁盘分区，然后就开始RAID 6磁盘阵列的设置。跟之前一样，输入“mdadm -C -v /dev/md6 -l6 -n4 /dev/sd[b-e]1”（步骤1）这里我就不设置冗余磁盘了，接着输入“cat /proc/mdstat”进行检查（步骤2）

（5）构建RIAD 1+0磁盘阵列

因为RAID1+0阵列由两个RAID 1阵列组成，属于混合磁盘。所以我们可以在之前RAID 6的基础之上再添加四块磁盘，分区完毕后，正式开始RAID 1+0的构建。
首先，我们需要进行两个RAID 1阵列的构建，输入“mdadm -C -v /dev/md01-1 -l1 -n2 /dev/sd[f-g]1”、“mdadm -C -v /dev/md11-2 -l1 -n2 /dev/sd[h-i]1”（步骤1），
接着使用“cat /proc/mdstat”查看构建情况（步骤2）



最后，输入“mdadm -C -v /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1 /dev/md11”完成RAID1+0磁盘阵列的创建（步骤3）。

以上就是关于服务器中大部分磁盘阵列的概述以及构建实验的全部过程，谢谢大家！！