Raid 原理及创建软raid

传统磁盘的劣势：
影响计算机性能的组件一般包括：cpu,主板总线IO，内存IO，磁盘IO，网卡IO。
现代处理器的性能已经很高了，但是计算机整体IO性能较弱，严重影响了计算机的性能。
现代计算机总线，内存速度可以达到5G每秒，甚至更高，但是磁盘的IO性能总体来说是较低的。

磁盘类型	速度
SATA	<150M/s
SCSI	<200M/s
SAS	200M/s每秒左右
SSD	500M/s每秒左右

但是硬盘绝大多数是计算机的性能瓶颈。

RAID简述：
1、现代磁盘性能的缺陷：IO性能极弱，稳定性差；2、RAID（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），廉价磁盘冗余阵列的技术是通过多磁 盘 ， 并行运行来提高计算机存储IO性能。3、RAID分为很多种类，称之为RAID级别，现代RAID共有7类，常用的有以下4类。RAID 0：读写性能RAID 1：读写性能、冗余性RAID 5：读写性能、冗余性（1块硬盘）RAID 6：读写性能、冗余性（2块硬盘）
RAID 0
RAID 0最少使用两块磁盘，在读写时，将数据分开读写到多磁盘的方式来提高读写性能。



空间利用率：所有磁盘空间之和；性 能：所有磁盘速度之和；冗余 能力：无

RAID 1
RAID 1最少使用2块磁盘，在读写时，将数据复制到多块磁盘，在读数据的时候，已提供冗余性。同时从多块硬盘中读取数据，以提高读性能。



空间利用率：所有磁盘空间最小那块；性 能：读性能为磁盘速度之和，写性能有所减弱；冗余 能力：只要一块磁盘正常，数据就正常；
RAID 5
RAID 5最少使用3块磁盘，raid5与Raid0相似，读写数据的时候会将数据分布式的读写在所有硬盘上，但是在写数据的时候会对数据进行奇偶校验运算，将奇偶校验信息同时保存在硬盘上，校验信息可以进行数据恢复时使用。



空间利用率：1-1/n；性 能：读性能接近RAID0，写性能较RAID0弱一些；冗余 能力：可以接受1块磁盘损坏；
RAID 6
RAID 6最少使用4块磁盘，raid6与Raid5相似，读写数据的时候会将数据分布式的读写在所有硬盘上，并保存奇偶校验信息，但是会比RAID5多保存一份校验信息，所以冗余性较RAID5有所提升。



空间利用率：1-2/n；性 能：读性能接近RAID5，写性能较RAID5弱一些；冗余 能力：可以接受2块磁盘损坏；
RAID实现
1、RAID机制通过使用多硬盘并行运行的方式来提高硬盘的IO性能。2、RAID分为多种，称之为RAID level ,RAID共有7级：RAID0-RAID6.3、RAID常用级别：RAID0，RAID1，RAID5,RAID6;

RAID级别	速度	冗余性	磁盘利用率
RAID0	读写性能有所提升	0	所有磁盘之和
RAID1	读性能提升	N	一个磁盘大小
RAID5	读写性能有所提升	1	1-1/n
RAID6	读写性能有所提升	2	1-2/n

RAID的实现分为：硬件RAID、软件RAID。
MDADM(多磁盘管理)
1、每种操作系统都有软件RAID的实现2、在Linux中软件RAID通过mdadm这个程序实现3、Mdadm支持的的RAID级别有RAID0，RAID1，RAID5,RAID6;4、Mdadm可以基于多块硬盘、分区或逻辑卷创建软件RAID5、创建好的软件RAID对应的/dev/mdn，n为第几个RAID,如创建第一个RAID为/dev/md0，第二个 为/dev/md16、RAID的信息保存在/proc/mdstat文件中，或者通过mdadm命名查看。
创建软件RAID
关于mdadm命令创建软件RAID的几个参数：

-c：	创建一个新的RAID
-a：	自动创建对应的设备
-l:	指定要创建的RAID级别
-n:	指定硬盘的数量

创建软RAID示例及基本步骤：

1、创建RAID 0

Mdadm –C /dev/md0 –a yes –l 0 –n 2 /dev/sdb /dev/sdc

2、创建RAID 1

Mdadm –C /dev/md0 –a yes –l 1 –n 2 /dev/sdb /dev/sdc

3、创建RAID 5

Mdadm –C /dev/md0 –a yes –l 5 –n 3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

4、创建RAID 6

Mdadm –C /dev/md0 –a yes –l 6 –n 4 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

5、我们也可以使用-x 参数指定一个备份磁盘，备份磁盘一般不使用，当出现故障磁盘时，指定的备份磁盘可以自动上线工作：

Mdadm –C /dev/md0  –a yes –l 5 –n 3 –x /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

6、创建好RAID之后，我们需要创建一个配置文件：

Mdadm –D –scan >/etc/mdadm.conf

7、创建文件系统之后挂载使用

Mkfs.ext4 /dev/md0
Mount /dev/md0 /mnt

查看RAID信息：
1、我们可以使用mdadm命令查看相关信息

Mdadm –D /dev/md0

2、/proc中的文件也包含RAID相关信息：

Cat /etc/mdstat

控制RAID：
1、可以通过以下命令关闭一个RAID，关闭前先卸载：

Mdadm –s /dev/md0

2、通过以下命令可以启用指定的RAID：

Mdadm –R /dev/md0

3、清除RAID 信息

Mdadm –zero-superblock /dev/md0

模拟故障：
1、实验环境下，我们可以通过以下命令模拟一个磁盘的故障

Mdadm  /dev/md0  -f  /dev/sdb

2、之后，我们可以将故障磁盘移除

Mdadm  /dev/md0  -r /dev/sdb

3、换上新硬盘后，我们可以将新硬盘添加到RAID中：

Mdadm  /dev/md0 –a /dev/sdb

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