RAID各级别的特性及软实现

一、什么是RAID

RAID中文名叫容错廉价磁盘阵列。RAID技术将多个较小的磁盘整合成一个大的磁盘设备；而这个大的磁盘，不仅仅是存储而已，还具有数据保护的功能；整个RAID由于选择的等级不同，而使得整合后的磁盘具有不同的功能。

二、RAID的优势

1. 易于灵活的进行容量扩展，其”虚拟化“使得其在管理性得到了极大的增强；
   

2. ”磁盘分块“技术带来了性上的提升；

3. 通过冗余和热备、热换提升了可靠性

三、常见类型的RAID

1. RAID0（等量模式）：性能最佳

   

      RAID0是以条带的形式将数据均匀分布在整列的各个磁盘上，这种模式下使用相同型号和容量的磁盘来组成效果最好。其至少需要两个或更多地磁盘；因为存储时，将一个整体的数据分散至多个磁盘，故其大大提高了读写速度，但是，其无法实现冗余，只要有任何一块磁盘损坏，在RAID上面的所有数据都会丢失而无法正常读取。故其不能用在对数据安全性要求高的环境，常用于视频生成和剪辑，图像编辑等一些不需要大的宽带速度的场景。

2.RAID1（镜像模式）：完整备份

         RAID1以镜像的为冗余的方式，对虚拟磁盘上的数据作多分拷贝，放在成员盘上。这种模式下使用相同型号的磁盘性能最好；其将一份数据完整的保存在了两块磁盘上，因此至少需要两个磁盘；其具有100%的冗余，提供较高的数据安全保障，理论上可以实现2倍的读取效率，但是其开销大，空间利用率为50%，在写性能上速度降低，常用于财务，金融等高可用、高安全性的数据存储环境；

3.RAID2：校验冗余

          RAID2采用校验冗余将数据分散为位或块，加入汉明码，间隔写入带磁盘阵列的每个磁盘中，在成员盘中其地址都一样，采用了并行存取的方式，花费大，成本高昂，不适用；

4.RAID3：校验存储

         RAID3中，数据块被分割成更小的块，并行传输到各个成员盘上，同时计算异或（xor）校验数据放到专用的校验盘上；故其最撒后需要三块磁盘，在读写性能上都比较好，当有磁盘损坏时，对整体吞吐量影响较小，减少了开销，适用于高吞吐量的应用环境；

5.RAID5：性能和冗余双考虑

      RAID5采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上,其至少需要三个成员盘，RAID5的总容量会是整体磁盘数量减一，读性能较高，写性能一般，校验inxi1的分布式存储，避免了出现些操作额瓶颈，但是其需要一个复杂的控制逻辑，磁盘重建过程过于复杂；故常用用的场景有文件服务器，Email服务器、web服务器、数据库等应用环境。

6.RAID10

 

     RAID10结合RAID1和RAID0，先镜像，在条带化,读写性能均有提升，有容错能力，但是其内部的每组镜像最多只能坏一块盘，至少需要4块盘；多用于高可用和高安全性的数据库应用huanjing‘

7.RAID50

   RAID50结合RAID5和RAID0,先实现r=RAID5，再条带化；

raid5特性：

            

常见raid级别比较

三、RAID内核实现观测相关命令

CentOS 6上的软件RAID的实现

    1.md(multi devices)工具，mdadm：模式化的工具

命令的语法格式：mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>

支持的RAID级别：LINEAR线性方式, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10;

模式：创建：-C；装配: -A；监控: -F；管理：-f, -r, -a

<raiddevice>: /dev/md#

<component-devices>: 任意块设备

(1)-C: 创建模式

-n #: 使用#个块设备来创建此RAID；

-l #：指明要创建的RAID的级别；

-a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；

-c CHUNK_SIZE: 指明块大小； 默认512k

-x #: 指明空闲盘的个数；

(2) 管理模式：

-f: 标记指定磁盘为损坏；

-a: 添加磁盘

-r: 移除磁盘

(3)-D：显示raid的详细信息；      mdadm -D /dev/md#

           (4)观察md的状态： cat /proc/mdstat

(5)停止md设备：mdadm -S /dev/md#

    2.watch:动态观测命令运行过程

格式：watch -n# 'COMMAND'

-n #: 刷新间隔，单位是秒；