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Linux磁盘阵列基础
前言
本章给大家带来常用的满足用户对存储系统可用性、性能和容量要求的技术—RAID磁盘阵列
下篇博客将给大家带来实际服务器中是怎么进行真机配置的。
一、RAID磁盘阵列介绍
●Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列
●把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术
●组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别（RAID Levels）
●常用的RAID级别：
RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0
二、RAID 磁盘阵列详解
2.1 RAID 0 磁盘阵列介绍
●RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余
●RAID 0只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
●RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合
2.2 RAID 1 磁盘阵列介绍
●通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据；
●当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能；
●RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。
（RAID 1用来装服务器的系统盘）
2.3 RAID 5 磁盘阵列介绍
●N（N>=3）块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有1份校验数据，共N份数 据在N块盘上循环均衡存储
●N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高
（N-1）/N磁盘利用率
●可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据（但是换一块硬盘后数据恢复有过程）
2.4 RAID 6 磁盘阵列介绍
●N（N>=4）块盘组成阵列，（N-2)/N磁盘利用率
●与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块，允许坏2块盘
●两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用
●相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差
2.5 RAID 1+0 磁盘阵列介绍
●RAID 1+0是RAID 1和RAID 0的结合，先做镜像，再做条带
●兼顾了RAID 1的容错能力与RAID 0的条带化读写数据的优点，性能好，可靠性高。属于混合型RAID
●N（偶数，N>=4）块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
●N/2磁盘利用率；N/2块盘同时写入，N块盘同时读取
●性能高，可靠性高
（所有计费有关的业务用RAID 1+0）
RAID 10不适合计费有关的业务是因为一块硬盘挂了，只能读，不能写，对持续性业务不适合
2.6 几种RAID容错性比较
三、阵列卡介绍
●阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
●RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种
●通过硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
●不同的RAID卡支持的RAID功能不同
例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等
●RAID卡两个重要功能
可以达到单个磁盘驱动器的几倍，几十倍甚至上百倍速率；
可以提供容错能力
●RAID卡的接口类型
IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口（IDE和SCSI不常用）
●常用接口类型介绍
SATA接口：SATA是“Serial ATA”的缩写，主要用在主板和大量存储设备之间传输数据。拥有这种接口的硬盘又叫串口硬盘，以采用串行方式传输数据；支持热拔热插的接口
SAS接口：SAS的英文全称为“Serial Attached SCSI”是新一代的SCSI技术，称为序列式SCSI，SAS可以看做是SATA与SCSI的结合体，是同时发挥两者的优势产生的，主要用在周边零件的数据传输上
和SATA硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度
SAS的接口技术可以向下兼容SATA设备
四、阵列卡的缓存
●缓存（Cache）是RAID卡与外部总线交换数据的场所，RAID卡先将数据传送到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据
●缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素，大缓存能够大幅度的提高数据命中率从而提高RAID卡整体性能
●不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几兆到数百兆容量不等