独立冗余磁盘阵列（RAID）

磁盘阵列：原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，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的观念，在数组中任一颗磁盘故障时，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。

独立磁盘冗余阵列（RAID）是把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方（因此，冗余地）的方法。通过把数据放在多个硬盘上，输入输出操作能以平衡的方式交叠，改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间（MTBF），储存冗余数据也增加了容错。

我们来说一下RAID的级别，RAID的级别没有明确的上下级关系，它只不过是磁盘的不同组成方式而已。RAID分为硬件RAID，软件RAID；硬件顾名思义就是硬件设备通过RAID的组成方式来实现数据存储的，而软件则是通过软件模拟出来的。

RAID的磁盘组成方式主要有RAID 0~RAID 50，它们的侧重点和组成方式各有不同。

RAID 0：又称条带，它是通过连续的位或字节来分割一个数据，再分别存放在多个硬盘上，实现数据的存储和访问，它提高了数据的读、写能力，但是它没有数据的冗余能力，如果一个磁盘坏了，将影响所有数据，如图：

将数据A分割为等同数据块A1、A2、A3、A4...,分别存放在两个不同的磁盘中，实现数据的性能的提升，当其中一个数据丢失，比如一个磁盘坏了，那么这个数据A就不完整了，不能被读出来，所以它没有冗余能力，两个磁盘都被有效的使用了，RAID 0空间利用率为100%。

RAID 1：又称为镜像，在成对的磁盘上通过互为备份的方法实现数据的冗余能力，当原数据繁忙时，可以从备份的磁盘中读取数据，提高了数据的读能力，因为同个数据要存放两次，所以它的写能力下降，空间利用率只有50%，如图：

A数据存储在disk 0上，但又通过镜像备份由备份了一份放在了disk 1上，所以当disk 0 坏了，disk 1上还有数据，不会影响其A数据。

RAID 4：又称为校验码技术，它是在RAID 0的基础上实现了改进，因为RAID 0没有数据冗余能力，所以在存储数据时，在每个数据块上存放一个特殊的标识来标记，然后在在用一个磁盘来存储这些标记，如图：

Disk 2就是用于磁盘标识符的盘，它被称为奇偶校验盘，当数据块A2丢失时，它可以通过计算得出A2 (1+2-1=2)，实现了数据冗余能力，但是每次写操作都需要访问奇偶盘，这时奇偶校验盘会成为写操作的瓶颈，写能力就下降了，空间利用率为（n-1）/n，至少需要3块磁盘。

RAID 5：是再RAID 4的基础上改进的，它是让每个磁盘轮流做奇偶校验盘，如图：

在读写是可同时对磁盘进行操作，读写性能提高，有数据冗余能力，空间利用率为（n-1）/n，至少3块磁盘。

RAID 01：是RAID 0和RAID 1的组合产物，先是实现数据的条带，然后进行镜像备份，如图：

先对数据A在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像，它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低，读写性能都提高了，有数据冗余能力，空间利用率50%，至少4块磁盘组建。

RAID 10：它和RAID 01刚好一反，先镜像再分区数据，再将所有硬盘分为两组，如图

它是先将每组的数据块进行镜像备份，在进行数据的条带，当其中的一个磁盘坏了，也不会影响数据，读写性能提高，有数据冗余能力，空间利用率为50%，至少4块磁盘组建。

RAID 50：具备更高的容错能力，因为它允许某个组内有一个磁盘出现故障，而不会造成数据丢失。而且因为奇偶位分部于RAID5子磁盘组上，故重建速度有很大提高。优势：更高的容错能力，具备更快数据读取速率的潜力。需要注意的是：磁盘故障会影响吞吐量。故障后重建信息的时间比镜像配置情况下要长。

jbod：看中容量，实现将多个小盘组合成一个大盘来用，读写性能无提高，也无数据冗余能力，空间利用率100%，至少2块磁盘组合而成。

由于条件限制我们无法实现硬RAID，所以只能通过软件来实现仿真效果，那么我们来说一下，软RAID的具体用法及其注意事项；

我们在linux中，想实现RAID的操作，命令是比不可少的；

Mdadm命令就是我们要用到的命令，它能帮助我们实现磁盘阵列的创建，模拟磁盘故障等一些现实中常常出现的问题。

Mdadm是将任何块设备做成RAID，它具有一些模式化命令；

创建模式：

mdadm -C /dev/md# .....

专用选项：

-l：级别                -a {yes|no}：自动为其创建设备文件

-n：设备个数           -c：条带大小，默认为64K

在此之前我们现创建两个分区，分别为sda5，sda6，因为RAID 1的磁盘空间利用率为50%，一个用于存储数据，一个用于镜像备份数据。其格式为fd（linux raid auto），其创建分区不在演示说明；然后用命令mdadm 来创建RAID 1，命令mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sda{5,6}，命令结束后可以用cat /proc/mdstat查看是否创建成功，如图：

管理模式：

--add|-a：添加磁盘     --remove|-r：移除磁盘   --fail|-f：模拟磁盘损坏

创建RAID 1成功后，要将其挂起才能用，挂起前还要对md1进行格式化mke2fs -j /dev/md1，然后挂起，成功后我们将一个文件拷贝到挂起点，挂起命令mount /dev/md1 /abc/sd5我选择的挂起点为/abc/sd5，用查看是否挂起的命令为mount，如图

我们用命令mdadm /dev/md1 -f /dev/sda6来模拟sd6盘损坏，看看是否影响拷贝的文件，让我们思考一下结果怎样？

那我们此时访问拷贝过来的文件，会访问成功吗?会成功，因为在拷贝过去的同时，也在另一个盘上镜像的有一份，所以一盘损坏不影响数据。

mdadm /dev/md1 -a /dev/sda7此命令是加载一个磁盘，当RAID 1中某个盘损坏了可以用sda7替换。

监控模式：-F  增长模式：-G  装备模式：-A

查看RAID阵列的详细信息，管理工具

mdadm --D /dev/md#

--detail

停止阵列：

mdadm  -S /dev/md#  （停止RAID阵列）

--stop

当要停止RAID时，可用此命令。