RAID 介绍（含有硬件RAID卡）

1、RAID的概念?

RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）是一种利用多个磁盘驱动器实现数据冗余或提高读写性能的技术。RAID技术按照不同的方式组织多个磁盘，其中包括RAID 0、RAID 1、RAID 2-10等不同的级别，下面简要介绍这些级别的优缺点：

2、什么叫数据冗余

数据冗余是指在存储数据时，在原始数据的基础上增加冗余数据，以提高数据的可靠性和可恢复性。冗余数据通常是从原始数据中计算得出的校验信息或备份数据，当原始数据损坏或丢失时，通过校验信息或备份数据可以恢复原始数据。数据冗余可以通过多种技术实现，如RAID、冗余备份、容错码等。

3、RAID的优缺点？

以下是RAID 0、RAID 1和RAID 5的主要优点和缺点的概述：

RAID 0:

优点：
- 提供了较高的读/写性能，通过并行读写操作多个磁盘来增加吞吐量。
- 线性增加存储容量，将多个磁盘组合为一个逻辑卷。
缺点：
- 没有冗余备份，一块磁盘故障将导致所有数据丢失。
- 故障率增加，因为每个额外的磁盘都增加了整个阵列失败的可能性。

RAID 1:

优点：
- 提供了数据冗余和备份，一块磁盘故障时仍然可以从镜像磁盘恢复数据。
- 读性能较高，因为数据可以从多个镜像磁盘并行读取。
缺点：
- 存储容量低效，每个数据需要使用两块磁盘来进行镜像。
- 写性能略低，因为数据必须同时写入多个镜像磁盘。

RAID 5:

优点：
- 提供了数据冗余和容错能力，一块磁盘故障时可以通过校验信息恢复数据。
- 存储容量高效，相比RAID 1，只需要一块磁盘来存储校验信息。
- 读性能较高，数据可以从多个磁盘并行读取。
缺点：
- 写性能较低，因为需要计算和写入校验信息。
- 故障恢复时间较长，当一块磁盘故障时，需要计算校验信息来恢复数据，这需要一定时间。

需要根据具体的需求和情况选择适合的RAID级别。如果需要高性能而且数据冗余不是关键考虑因素，可以选择RAID 0。如果需要数据冗余和备份，可以选择RAID 1。如果需要兼顾性能和数据冗余，可以选择RAID 5。

RAID卡（RAID Controller Card），也称为磁盘阵列控制器卡或RAID适配器，是一种硬件设备，用于管理和控制RAID阵列。它是一块插入计算机主板上的扩展卡，负责处理RAID级别、数据读写、数据校验、故障检测和磁盘恢复等任务。

RAID卡通常具有自己的处理器、内存和固件，它与计算机主机通过总线（如PCIe）进行通信，并连接到硬盘驱动器。RAID卡提供了硬件级别的RAID功能和管理，以提供更高的性能、可靠性和数据保护。

4、数据和校验条带之间的关系

在RAID 5中，数据和校验信息是分布在多个磁盘驱动器上的。具体来说，数据被分成条带并分别存储在不同的磁盘上，而校验信息则通过计算其他磁盘上相应数据的校验值而生成，这种数据和校验信息的分布方式使得RAID 5具有容错能力。当一个磁盘故障时，可以通过读取其他磁盘上的数据和校验信息来恢复丢失的数据。通过重新计算校验信息，可以重建出故障磁盘上的数据。

数据条带是将数据分割成固定大小的块，并将这些块分布在RAID阵列中的多个磁盘上。数据条带的目的是提高读写性能，通过并行访问多个磁盘驱动器来加快数据的传输速度。

数据条带校验值（Data Stripe Parity）是用于提供容错能力和数据恢复的校验信息。在RAID 5中，每个数据条带都有一个相应的校验值，也称为校验条带（Parity Stripe）。校验条带是通过对其他数据条带进行逻辑计算而得到的。具体来说，校验条带是使用异或（XOR）操作对其他数据条带进行计算得到的结果。

数据恢复过程：

通过计算校验条带，可以在发生单个磁盘故障时恢复丢失的数据。当一个磁盘故障时，可以使用其他磁盘上的数据条带和校验条带进行重新计算，以恢复故障磁盘上的数据。

因此，数据条带和数据条带校验值是RAID 5中的两个关键概念。数据条带是数据在RAID 5中的存储单位，而数据条带校验值是用于提供容错和数据恢复能力的校验信息。

5、硬件设备（RAID卡）

使用RAID卡的好处包括：

性能增强：RAID卡处理RAID级别相关的任务，如数据条带化、数据并行访问和校验计算，这可以显著提高数据的读写性能和响应时间。

硬件加速：由于RAID卡具有自己的处理器和内存，它可以在硬件级别上执行RAID操作，减轻了主机CPU和内存的负担，从而提供更高的效率和吞吐量。

管理和监控：RAID卡通常提供管理软件或Web界面，使用户可以轻松配置和监控RAID阵列。这些工具可以提供故障检测、磁盘健康状态、阵列性能和事件日志等信息。

数据保护和冗余：RAID卡支持不同的RAID级别，如RAID 0、RAID 1、RAID 5等，提供数据冗余和容错能力，以保护数据免受磁盘故障的影响。

尽管RAID卡是一种独立的硬件设备，但一些主板集成了RAID功能，称为主板上的RAID（Motherboard RAID）或软RAID（Software RAID）。这种集成的RAID功能使用主机的CPU和内存来执行RAID操作，而不依赖于独立的RAID卡。

5、制作raid5

sdb、sdc、sdd 三块盘

fdisk /dev/sdb
p       #查看分区表（空的）
n       #新建分区
p       #主分区（直接回车默认主分区）
1       #分区编号（直接回车默认从1号开始）
回车   #指定分区大小（直接回车默认分配到最大的空间，如有需要指定大小则+2g）
p       #查看分区表（此时会产生一个sda1分区）
t        #转换分区格式
fd      #fd 表示转成raid格式
p       #再次查看确认
wq     #保存退出

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

其中，--level=5指定RAID级别为5，--raid-devices=3指定使用3块磁盘驱动器，后面的/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd是要组成RAID 5阵列的磁盘驱动器设备名称。

查看是否创建成功：

mdadm -D /dev/md0

格式化RAID 5阵列：创建完成RAID 5阵列后，需要格式化它以便在系统中使用。可以使用mkfs命令进行格式化。例如，要使用ext4文件系统格式化/dev/md0设备，使用以下命令：

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

挂载RAID 5阵列：格式化完成RAID 5阵列后，需要将它挂载到系统中的某个目录，例如/mnt/raid5。可以使用mount命令进行挂载。例如：
```
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid5
```
以上就是在Linux系统中使用mdadm命令制作RAID 5阵列的步骤。需要注意的是，在创建RAID 5阵列之前，需要备份所有重要数据。RAID 5提供了数据冗余和容错能力，但并不能保证数据的绝对安全，因此建议定期备份数据，以防数据丢失。
配置重启自动挂载（永久挂载） vim /etc/fstab #在问价最后一行加上以下内容 /dev/md0 /mnt/raid5 ext4 defaults 0 0
刷新挂载 mount -a
配置重启自动启用软raid服务 mdadm -D -s > /etc/mdadm.conf

然后，可以使用以下命令来查看指定 RAID 设备的详细信息，例如 /dev/md0：

bashCopy code
sudo mdadm --detail /dev/md0

在成功创建 RAID 5 之后，以下是一些可能感兴趣的参数解释：

Raid Level: RAID 级别，这里应该显示为 raid5。
Array Size: RAID 阵列的大小，以块为单位。
Used Dev Size: 每个设备（磁盘）使用的空间大小。
Raid Devices: RAID 设备的数量，这里应该显示为创建阵列时指定的数量。
Total Devices: 参与 RAID 阵列的总设备数，包括激活的和备用的设备。
State: RAID 阵列的状态，应该显示为 clean。
Active Devices: 活动设备的数量，应该等于 RAID 设备的数量减去已经损坏的设备数。
Working Devices: 工作设备的数量，应该等于 RAID 设备的数量减去已经损坏的设备数，包括备用设备。
Failed Devices: 失败设备的数量，应该为 0。
Spare Devices: 备用设备的数量，应该为 0。
Chunk Size: 奇偶校验数据块的大小，以字节为单位。
Layout: 数据和奇偶校验信息在设备上的排列方式。
UUID: RAID 设备的唯一标识符。
Events: RAID 设备上的事件计数器，可以用于诊断问题

删除raid5

umount /dev/md5 #取消挂载
把 /etc/fstab 中自动挂载的配置暂时注释掉
mdadm -S /dev/md0 #停止raid5
mdadm --misc --zero-superblock /dev/sda #强制覆盖写0，其他sdb、sdc、sdd、sde、sdf同操作
rm -f /etc/mdadm.conf #删除自启raid的配置（删除/etc/mdadm.conf文件中添加的DEVICE行和ARRAY行） rm -f /etc/raidtab