我寫的不一定是正確的，但我是這么理解的（知識(shí)體量有限，錯(cuò)了望提醒）
RAID 是什么
基本思想就是把多個(gè)硬盤組合起來，成為一個(gè)硬盤陣列組钾腺，使性能達(dá)到甚至超過一個(gè)價(jià)格昂貴、容量巨大的硬盤
簡單說就是把多個(gè)硬盤組成一個(gè)邏輯扇區(qū)來使用讥裤，在操作系統(tǒng)層面這就是一個(gè)硬盤放棒，能夠動(dòng)態(tài)的完成硬盤的增大跟縮減通常有硬件RAID跟軟件之分
RAID 的優(yōu)勢
- 增大I/O能力
- 更高的數(shù)據(jù)安全
- 更大的容量
- 高效恢復(fù)磁盤數(shù)據(jù)
- ……
硬件RAID
- 主板上會(huì)集成一個(gè)RAID控制器，這個(gè)控制器連接到外部的一個(gè)硬盤組盒來實(shí)現(xiàn)硬件RAID
- 類似上面己英，就好像多個(gè)插在STAT口上多塊硬盤间螟，主板上有一個(gè)RAID控制器，管理這幾塊連在STAT口上的硬盤組成RAID
軟件RAID
- 這就沒什么好說的了剧辐，就是通過軟件來模擬RAID寒亥，軟件RAID的風(fēng)險(xiǎn)也比較大，生產(chǎn)絕對(duì)不建議
為什么要組建RAID
類型接口傳輸速率
- IDE：3.3MB/s到16.6MB/s不等
- SCSI：160MB/s 最大
商用居多（以前）荧关，cpu占用低溉奕，它內(nèi)部有個(gè)小控制器，有些也會(huì)帶緩存忍啤，保證數(shù)據(jù)的持久化 - USB 3：640MB/s
- STAT 3：600MB/s
以上都是理論速度加勤，cpu跟內(nèi)存的數(shù)據(jù)交互兩都是按GB計(jì)算，硬盤的速度有時(shí)確實(shí)是服務(wù)器的瓶頸同波，不考慮現(xiàn)在的 USB3.1和雷電3接口鳄梅，這個(gè)時(shí)候就需要組建RAID了
RAID 的級(jí)別
RAID 0 （條帶）
基本原理
如上圖，有disk0,1兩塊磁盤未檩，在組建RAID 0 之后戴尸，RAID 控制器將一個(gè)文件一分為多分，比如1G 大小的文件冤狡，分成30MB大小的N個(gè)文件孙蒙，分別放入兩個(gè)磁盤中项棠，以STAT口最大傳輸速率為例，單個(gè)傳輸在600M/s挎峦，兩個(gè)一起就是1GB/s 左右每秒的數(shù)據(jù)傳輸香追。同樣也可以三塊硬盤組建RAID 0，那時(shí)這個(gè)RAID 0 的速率就是接近單塊硬盤的3倍坦胶，但至少是2塊硬盤組建RAID 0
RAID 0特性
- 性能讀寫提升N倍（N為磁盤數(shù)量）
- 冗余能力（容錯(cuò)能力）沒有
- 空間利用率：Ns（N磁盤數(shù)量透典，s磁盤大小）
- 至少兩塊磁盤
RAID 1 （鏡像）
基本原理
如上圖：在存儲(chǔ)文件的時(shí)候在DISK 0 中存儲(chǔ)一份顿苇，然后還在DISK 1 中存儲(chǔ)一份峭咒，寫速度不變，不過在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候可以交叉讀取岖圈，提高讀速度讹语。這種RAID組合通常是為了數(shù)據(jù)安全性钙皮，兩塊硬盤同時(shí)壞的幾率肯定比一塊硬盤壞的幾率小太多了
RAID 1特性
- 寫性能下降蜂科，讀性能提高（相比單塊硬盤）
- 有冗余能力
- 空間利用率是1/2
- 至少兩塊硬盤
RAID 4 （校驗(yàn)碼）
基本原理
如上圖：在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)被依次分片存入DISK 0，1短条，2 中导匣，DISK 3 不存放數(shù)據(jù)，存放DISK 0茸时，1贡定，2的校驗(yàn)碼。如一個(gè)90M的文件被被分別存入A1可都，A2缓待，A3位置，Ap就是存放著A1渠牲，A2旋炒，A3的校驗(yàn)碼；在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候如果A1签杈，A2瘫镇，A3的數(shù)據(jù)取出后校驗(yàn)碼不能跟Ap相同，那就數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題答姥。這種情況铣除，校驗(yàn)碼盤DISK 3是RAID的瓶頸，所以用的比較少鹦付，如果RAID 3 出現(xiàn)問題尚粘，就要重新?lián)Q盤或重新計(jì)算校驗(yàn)碼，影響線上業(yè)務(wù)
特性
- 讀寫性能都有提高
- 有冗余能力
- 空間利用率（N-1）N
- 至少三塊硬盤
RAID 5 （循環(huán)冗余校驗(yàn)碼）
基本原理
如上圖：跟RAID 4 差不多敲长，只是每個(gè)盤都參與當(dāng)校驗(yàn)碼盤郎嫁，這種情況如果兩塊硬盤掛了互捌，那數(shù)據(jù)就沒了
特性
- 讀寫性能提高
- 有冗余能力
- 空間利用率（N-1）N
- 至少三塊硬盤
RAID 01 （條帶+鏡像）
基本原理
如圖：先將4塊硬盤分成兩個(gè)為組共兩組，每組各做成RAID 0 然后將每組連接起來在組成RAID 1行剂，也就是先條帶（RAID 0）秕噪，然后鏡像（RAID 1），RAID 在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候先左右各存一份也就是DISK 0厚宰，1跟DISK 2腌巾，3存的東西是一模一樣的，然后數(shù)據(jù)到每組的時(shí)候在以條帶的方式分批存入兩個(gè)硬盤铲觉，如果其中一組RAID 0 掛了澈蝙，那不會(huì)影響業(yè)務(wù)，因?yàn)榱硪唤M的跟掛掉的那組數(shù)據(jù)一樣撵幽。如果不同組同一個(gè)數(shù)據(jù)位的硬盤掛了那就真掛了
特性
- 讀寫性能提高
- 有冗余能力
- 空間利用率1/2
- 至少四塊硬盤
RAID 10 （鏡像+條帶）
基本原理
如圖：跟上面RAID 01 差不多灯荧，不解析了，大概理解下也就是先分組做RAID 1 然后將每組做成RAID 0
JBOD（磁盤簇）
基本原理
如上圖：將多個(gè)硬盤組成一個(gè)邏輯盤盐杂，可以自由擴(kuò)大或縮小逗载，擴(kuò)大或縮小不損壞數(shù)據(jù)，RAID就不一定链烈，一般硬盤需要分區(qū)厉斟、格式化、掛載才能用强衡。JBOD能夠動(dòng)態(tài)增減硬盤容量
特性
- 無性能表現(xiàn)
- 無冗余能力
- 利用率100%
- 至少兩塊硬盤
至于RAID 3擦秽、RAID 4、RAID 50啥特性的自行搜索下
RAID 的級(jí)別差異
| RAID級(jí)別 | 讀性能 | 寫性能 | 冗余能力 | 利用率% | 硬盤數(shù)量 |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 單盤N倍 | 單盤N倍 | 無 | 100 | 2 |
| RAID 1 | 接近單盤N倍 | 低于單盤寫能力 | 有 | 50 | 2 |
| RAID 4 | (N-1)/N * s倍 | (N-1)/N * s倍 | 有 | (N-1)/N | 3 |
| RAID 5 | (N-1)/N * s倍 | (N-1)/N * s倍 | 有 | (N-1)/N | 3 |
| RAID 01 | Ns/2倍 | Ns/2倍 | 有 | 50 | 4 |
| RAID 10 | Ns/2倍 | Ns/2倍 | 有 | 50 | 4 |
| JBOD | 無 | 無 | 無 | 100 | 2 |
Linux RAID實(shí)現(xiàn)
內(nèi)核（kernel）中有個(gè)模塊叫md（multi disk）漩勤，這個(gè)是用來模擬軟件RAID的感挥，這個(gè)跟dm是兩碼事
linux是通過設(shè)備文件訪問每個(gè)硬件的（/dev/目錄下），軟件RAID在/dev/ 目錄下生成/dev/md# 開頭的設(shè)備（邏輯RAID）讓linux來實(shí)現(xiàn)軟件RAID越败，實(shí)際底層還是存儲(chǔ)到各個(gè)設(shè)備中（/dev/sd#）
- mdadm是上層用戶用來管理軟件RAID的一個(gè)命令工具
- mdadm可以將任何塊設(shè)備做成RAID
RAID 基本操作
# mdadm
創(chuàng)建模式
-c 設(shè)備名
專用選項(xiàng)
-l：RAID級(jí)別
-n：#：指定設(shè)備個(gè)數(shù)
-a {yes|no}：自動(dòng)為其創(chuàng)建設(shè)備文件
-c：CHUNK大小,默認(rèn)是64k触幼，每個(gè)條帶大小
-x #: 指定空閑盤個(gè)數(shù)
# mdadm -C /dev/md0 -l 0 -a yes -n 2 /dev/sda{0,1}
管理模式
--add(-a)：新增；--remove(-r)：移除眉尸； --fail(-f)：模擬損壞
# mdadm /dev/md# --fail /dev/sda1 ： 模擬硬盤損壞
監(jiān)控模式
-F 設(shè)備名
增長模式
-G 設(shè)備名 指定塊設(shè)備
裝飾模式
注意：將現(xiàn)有做成RAID 的設(shè)備放置到別的主機(jī)域蜗，通過裝配模式進(jìn)行重新識(shí)別
-A
查看RAID陣列的詳細(xì)信息
# mdadm -D /dev/md#: 顯示設(shè)備詳細(xì)信息
# /proc/mdstat: 查看RAID信息
停止陣列
# mdadm -S /dev/md#
將當(dāng)前RAID信息保存至配置文件，以便以后進(jìn)行裝配
# mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf
由于演示我就一塊磁盤來模擬RAID各個(gè)級(jí)別噪猾，只要是塊設(shè)備都能用來做RAID
Linux RAID實(shí)例
這里使用一塊20G磁盤進(jìn)行模擬
RAID 0 實(shí)例
RAID 0 要保證至少需要兩個(gè)設(shè)備這里用sdb{1,2}進(jìn)行模擬
mdadm -C /dev/md0 -l 0 -a yes -n 2 /dev/sdb{1,2}
使用
mdadm -C指定創(chuàng)建邏輯RAID名稱霉祸，-l指定RAID級(jí)別，-a同意自動(dòng)為其創(chuàng)建設(shè)備文件袱蜡，-n指定設(shè)備數(shù)量（不能小于塊設(shè)備數(shù)量）使用mdadm -D /dev/md0 查看詳細(xì)信息（應(yīng)該看得懂吧）
mke2fs -j /dev/md0：格式化邏輯RAID
-
掛載（看到lost+found文件就標(biāo)識(shí)成功了）
掛載目錄
RAID 1 實(shí)例
這里RAID 1 使用sdb{3,5}進(jìn)行模擬
mdadm -C /dev/md1 -l 1 -a yes -n 2 /dev/sdb{3,5}
第二個(gè)紅框在查看RAID設(shè)備的時(shí)候看到紅框3的進(jìn)度條丝蹭，這是RAID 1的特性，盤1數(shù)據(jù)跟盤2保持一致也就是sdb3跟sdb5保持一致坪蚁，之后會(huì)顯示同步完成
- 之后就是
格式化奔穿，掛載镜沽，看到lost+found表示可以使用了
模擬磁盤損壞
-
先拷貝文件（我拷貝文件/etc/fstab）到掛載目錄，我掛載的是/media目錄贱田，模擬
mdadm /dev/md1 -f /dev/sdb5損壞（/dev/sdb5）
模擬損壞 -
查看掛載目錄fstab文件內(nèi)容
fstab內(nèi)容
這就是RAID 0的特性缅茉，允許一塊磁盤損壞，依然不影響數(shù)據(jù)
- 現(xiàn)在添加sdb6至md1（RAID 1）中男摧，在模擬sdb3損壞蔬墩，查看數(shù)據(jù)是否可以訪問
# mdadm /dev/md1 -r /dev/sdb5：移除損壞盤
# mdadm /dev/md1 -a /dev/sdb6：新增盤
# mdadm /dev/md1 -f /dev/sdb3：模擬sdb3損壞
# cat /media/fstab
cat /media/fstab
文件依然可用
mdadm命令的其他模式的用法自行搜索理解吧
總結(jié)
首先只要理解RAID是什么？然后用在什么地方耗拓？特性是什么拇颅？怎么用，就能大概了解跟理解他了
- 是什么
也就是一個(gè)大容量乔询，冗余可伸縮樟插，增大I/O能力的一個(gè)邏輯設(shè)備（理解成硬盤吧） - 用在什么地方
如果這幾個(gè)特性是工作或者生產(chǎn)想要實(shí)現(xiàn)或體現(xiàn)的那自己就知道要用在什么地方了- 就比如DIY不愿意升級(jí)SSD，可以買個(gè)RAID盒子里面放兩個(gè)機(jī)械組成一個(gè)RAID 0竿刁，不過這里注意如果最后I/O接口速度都不能大于你單塊機(jī)械硬盤的傳輸那用了也白用黄锤，就比如RAID 盒子是通過USB鏈接到你電腦的，那如果是3.0就白搭了们妥，最好是3.1或者雷電的
- 特性（RAID 級(jí)別）
- RAID 0（條帶）：增大帶寬
- RAID 1（鏡像）：提高安全性
- RAID 5 （循環(huán)校驗(yàn)碼）：提高安全性跟帶寬
- ......
- 怎么用猜扮？分硬件RAID跟軟件RAID
- 硬件RAID 主板自帶，自己上BIOS設(shè)置或其他地方設(shè)置（現(xiàn)在DIY主板應(yīng)該都有）
- 軟件RAID 上文說的使用Linux內(nèi)核自帶的md模塊實(shí)現(xiàn)軟RAID就是一種监婶，方法還有其他，感興趣自己搜索就好
