RAID
Redundant Arrays of Inexpensive（ Independent） Disks
多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余，或 者两者都提供
RAID功能
提高IO能力：
磁盘并行读写
提高耐用性；
磁盘冗余来实现
级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同
RAID实现的方式
外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
内接式RAID：主板集成RAID控制器（安装OS前在BIOS里配置）
软件RAID：通过OS实现
RAID级别
RAID-0:
条带卷，strip
读、写性能提升；
可用空间：N*min(S1,S2,...)
无容错能力
最少磁盘数：2, 2
RAID-1:
镜像卷，mirror
读性能提升、写性能略有下降；
可用空间：1*min(S1,S2,...) 有冗余能力
最少磁盘数：2, 2N
RAID-4:
多块数据盘异或运算值，存于专用校验盘
RAID-5:
读、写性能提升
可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)
有容错能力：允许最多1块磁盘损坏 最少磁盘数：3, 3+
RAID-6:
读、写性能提升
可用空间：(N-2)*min(S1,S2,...)
有容错能力：允许最多2块磁盘损坏 最少磁盘数：4, 4+
RAID-10:
读、写性能提升
可用空间：N*min(S1,S2,...)/2
有容错能力：每组镜像最多只能坏一块 最少磁盘数:4,4+
RAID-01、RAID-50
RAID7：
可以理解为一个独立存储计算机，自身带有操作系统和管理工具，可以独立运行，理论上性能最高的RAID模式
JBOD：Just a Bunch Of Disks
功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用
可用空间：sum(S1,S2,...)
常用级别：RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD
软件RAID
mdadm：为软RAID提供管理界面
为空余磁盘添加冗余
结合内核中的md(multi devices)
RAID设备可命名为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、 /dev/md3等
软件RAID的实现
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, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10
[made]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
-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
-x #: 指明空闲盘的个数
-D：显示raid的详细信息；
mdadm -D /dev/md#
管理模式：
-f: 标记指定磁盘为损坏
-a: 添加磁盘
-r: 移除磁盘
观察md的状态：
cat /proc/mdstat
软件RAID配置示例
使用mdadm创建并定义RAID设备:
#mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdb1
/dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1
用文件系统对每个RAID设备进行格式化:
#mke2fs -j /dev/md0
测试RAID设备
使用mdadm检查RAID设备的状况:
#mdadm --detail|D /dev/md0
增加新的成员：
#mdadm –G /dev/md0 –n4 -a /dev/sdf1
软件RAID测试和修复
模拟磁盘故障：
mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1
移除磁盘：
mdadm /dev/md0 –r /dev/sda1
从软件RAID磁盘修复磁盘故障
• 替换出故障的磁盘然后开机
• 在备用驱动器上重建分区
• mdadm /dev/md0 -a /dev/sda1
mdadm、/proc/mdstat及系统日志信息
软件RAID管理
生成配置文件：mdadm –D –s >> /etc/mdadm.conf
停止设备：mdadm –S /dev/md0
激活设备：mdadm –A –s /dev/md0 激活
强制启动：mdadm –R /dev/md0
删除raid信息：mdadm --zero-superblock /dev/sdb1
实验：创建RAID5
实验环境
在centos7.3上，添加四块硬盘，四块硬盘分别提供10G的空间来创建可用空间为20G的RAID5设备（三块活动空间，一块备用空间），文件系统为ext4，开机自动挂载/mnt/md0目录
实验步骤：
1、添加四块硬盘（b,c,d,e），四块硬盘上分别划分一个10G的分区,配置如下图
2、配置RAID5
mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x1 /dev/sd{b1,c1,d1,e1}
3、查看raid状态
mdadm -D /dev/md0
cat /proc/mdstat
4、生成raid配置文件
mdadm -Ds /dev/md0 > /etc/mdadm.conf
5、创建文件系统
mkfs.ext4 /dev/md0
6、建立挂载
mkdir /mnt/md0
mount /dev/md0 /mnt/md0
7、编写/etc/fstab
vim /etc/fstab
UUID
实验结果测试：
写速度：
dd if=/dev/zero of=/mnt/md0/c bs=1M count=1024
dd if=/dev/zero of=c bs=1M count=1024
读速度：
dd if=/mnt/md0/c of=/dev/zero bs=1M count=1024
dd if=c of=/dev/zero bs=1M count=1024
由上可见使用RAID5的读写速度明显提升
实验收尾工作
删除RAID设备
1、取消挂载
umount /dev/md0
2、停止RAID设备
mdadm -S /dev/md0
3、删除配置文件
rm /etc/mdadm.conf
4、VIM编辑/etc/fstab去掉mdadm配置选项
5、清除RAID设备上的RAID元数据
mdadm --zero-superblock /dev/sdb1
mdadm --zero-superblock /dev/sdc1
mdadm --zero-superblock /dev/sdd1
mdadm --zero-superblock /dev/sde1
6、重启检测系统中是否还存在RAID相关数据，若还存在，以上步骤再执行一遍
