RAID 阵列
问题引入： 磁盘容量不够用怎么办？
万一遇到自然或者人为因素导致数据损坏或者丢失，怎么能够回复过来？
RAID ： 容错式廉价磁盘阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）
RAID可以通过一种技术，将多个较小的磁盘整合成为一个较大的磁盘装置。（不仅仅是具有储存功能，还具有数据保护功能）
RAID由于选择的等级（level）不同，而且使得整合后的磁盘具有不同的功能。
a)RAID-0 (等量模式, stripe)：效能最佳
b)RAID-1 (映射模式, mirror)：完整备份
c)RAID 0+1，RAID 1+0
d)RAID 5：效能与数据备份的均衡考量
e)Spare Disk：预备磁盘
RAID-0 （等量模式）：效能最佳
这种模式如果使用相同型号与容量的磁盘来组成时，效果较佳。
这种模式的RAID 会将磁盘先切出等量的区块(如4KB)，然后当一个文件要写入RAID 时，该文件会依据区块的大小切割好，之后再依序放到各个磁盘里面去。
由于每个磁盘会交错的存放数据，因此当你的数据要写入RAID 时，
数据会被等量的放置在各个磁盘上面。
举例来说，你有两颗磁盘组成RAID-0 ，当你有100MB 的数据要写入时，每个磁盘会各被分配到50MB 的储存量。
RAID-0特点
1、组成RAID-0 时，每颗磁盘(Disk A 与Disk B) 都会先被区隔成为小区块(chunk)。
2、当有数据要写入RAID 时，数据会先被切割成符合小区块的大小，然后再依序一个一个的放置到不同的磁盘去。
3、由于数据已经先被切割并且依序放置到不同的磁盘上面，因此
每颗磁盘所负责的数据量都降低了。
4、照这样的情况来看，越多颗磁盘组成的RAID-0 效能会越好，因为每颗负责的数据量就更低了，这表示
我的数据可以分散让多颗磁盘来储存，当然效能会变的更好。
5、磁盘总容量也变大了，因为每颗磁盘的容量最终会加总成为RAID-0 的总容量。
缺点
1，必须要自行负担数据损毁的风险，由上图我们知道文件是被切割成为适合每颗磁盘分区区块的大小，然后再依序放置到各个磁盘中。如果某一颗磁盘损毁了，那么
文件数据将缺一块，此时这个文件就损毁了。由于每个文件都是这样存放的，因此RAID-0 只要有任何一颗磁盘损毁，在RAID 上面的所有数据都会遗失而无法读取。
2，如果使用不同容量的磁盘来组成RAID-0 时，由于数据是一直等量的依序放置到不同磁盘中，
当小容量磁盘的区块被用完了，那么所有的数据都将被写入到最大的那颗磁盘去。
例：我用200G 与500G 组成RAID-0 ，那么最初的400GB 数据可同时写入两颗磁盘(各消耗200G 的容量)，后来再加入的数据就只能写入500G 的那颗磁盘中了。此时的效能就变差了，因为只剩下一颗可以存放数据。
RAID-1（映射模式，mirror）:完整备份
RAID-1需要相同的磁盘容量的，最好是一模一样的磁盘。如果是不同容量的磁盘组成RAID-1时，那么总容量将会按照最小的那个磁盘来。
RAID-1主要是让同一份数据，完整的保存在两颗磁盘上头。
例：如果我有一个100MB 的文件，且我仅有两颗磁盘组成RAID-1 时，那么这两颗磁盘将会同步写入100MB 到他们的储存空间去。因此，整体RAID 的容量几乎少了50%。由于两颗硬盘内容一模一样，好像镜子映照出来一样，所以我们也称他为mirror 模式。
RAID-1特点
1、一份数据传送到RAID-1 之后会被分为两股，并分别写入到各个磁盘里头去。
2、由于同一份数据会被分别写入到其他不同磁盘，因此如果要写入100MB 时，数据会被复制多份到各个磁盘，结果就是数据量感觉变大了。
3、因此在大量写入RAID-1 的情况下，写入的效能可能会变的非常差(因为我们只有一个南桥)。
优点：
由于两颗磁盘内的数据一模一样，所以
任何一颗硬盘损毁时，你的数据还是可以完整的保留下来的！所以我们可以说，RAID-1 最大的优点大概就在于数据的备份！读取的效能则还可以，这是因为数据有两份在不同的磁盘上面，如果多个processes 在读取同一笔数据时，RAID 会自行取得最佳的读取平衡。
缺点：
不过由于磁盘容量有一半用在备份，因
此总容量会是全部磁盘容量的一半而已。RAID-1 的写入效能不佳。
RAID 0+1，RAID 1+0
(1)先让两颗磁盘组成RAID 0，并且这样的配置共有两组；
(2)将这两组RAID 0 再组成一组RAID 1。这就是RAID 0+1。
反过来说，RAID 1+0 就是先组成RAID-1 再组成RAID-0 的意思。
RAID5：效能和数据备份的均衡考量
RAID-5 至少需要三颗以上的磁盘才能够组成这种类型的磁盘阵列。这种磁盘阵列的数据写入有点类似RAID-0 ，不过每个循环的写入过程中，在每颗磁盘还加入一个
同位检查数据(Parity) ，这个数据会记录其他磁盘的备份数据，用于当有磁盘损毁时的救援。
就是假设A0数据消失，我根据B0和parity0也可以推算出A0的值。
优缺点：
在读写效能的比较上，读取的效能与RAID-0 差不多，不过写的效能一般，这是因为要写入RAID 5 的数据还得要经过计算同位检查码(parity) 的关系。由于加上这个计算的动作，所以写入的效能与系统的硬件关系较大。
Spare Disk ： 预备磁盘的功能
所谓的spare disk 就是一颗或多颗没有包含在原本磁盘阵列等级中的磁盘，这颗磁盘平时并不会被磁盘阵列所使用，当磁盘阵列有任何磁盘损毁时，则这颗spare disk 会被主动的拉进磁盘阵列中，并将坏掉的那颗硬盘移出磁盘阵列！然后立即重建数据系统。
RAID阵列
磁盘阵列的优点
你的系统如果需要磁盘阵列的话，其实重点在于：
数据安全与可靠性：指的并非资讯安全，而是当硬件(指磁盘) 损毁时，数据是否还能够安全的救援或使用之意；
读写效能：例如RAID 0 可以加强读写效能，让你的系统I/O 部分得以改善；
容量：可以让多颗磁盘组合起来，故单一文件系统可以有相当大的容量。
尤其数据的可靠性与完整性更是使用RAID 的考量重点！毕竟硬件坏掉换掉就好了，软件数据损毁那可不是闹着玩的！
软件磁盘阵列
硬件磁盘阵列卡较贵，发展出利用软件来模拟磁盘阵列的功能，这就是所谓的软件磁盘阵列(software RAID)。目前计算机CPU性能较强，以前因CPU的处理能力不足导致的速度限制现在已经不存在 ！
CentOS提供的软件磁盘阵列为mdadm这套软件，这套软件会以partition 或disk 为磁碟的单位
mdadm支持RAID0/RAID1/RAID5/spare disk 等，而且提供的管理机制还可以达到类似热拔插的功能
接下来演示RAID0 ，RATD1, RAID5 的创建
(这里创建了八个硬盘)RAID0 需要两块硬盘，RAID1 需要两块硬盘，RAID5需要四块硬盘
fdisk -l 查看 。 确实都存在 从 sdc - sdj
创建RAID0
（用sdc,sdd来演示）
fdisk /dev/sdc
fdisk /dev/sdd
修改分区类型
默认新建分区的类型是Linux，代号83，我们需要将其修改为raid 类型。输入"t" ，然后输入"L" 列出所有的文件格式，这里我们选择"fdLinux raid auto", 输入"fd"，然后再输入"p" 查看分区情况，这是分区格式已经变成了Linux raid autodetect.
输入"w" 保存分区。
同理设置sdd
再接下来的操作的时候，先fdisk -l /dev/sdc /dev/sdd
开始创建RAID0
-C create；创建阵列
/dev/md0 阵列的设备名称
-a auto 同意创建设备。 推荐使用 -ayes 参数一次性创建
-l 阵列模式 支持的阵列模式有linear, raid0, raid1, raid4, raid5, raid6, raid10, multipath, faulty, container
-n --raid-devices 阵列中活动磁盘的数目，该数目加上备用磁盘的数目应该等于阵列中总的磁盘数目；
/dev/sd{c,d}1参与创建阵列的磁盘名称
查看raid0状态
还需要创建RAID配置文件。不然在启动的时候就会失败
创建/etc/mdadm.conf
# echo DEVICE /dev/sd{b,c}1 >> /etc/mdadm.conf
# mdadm–Ds >> /etc/mdadm.conf
先格式化磁盘阵列
mkfs.ext4 /dev/md0
建立挂载点并挂载
mkdir /mnt/raid0
mount /dev/md0 /mnt/raid0
此时可以看到我们的/dev/md0是2.0G
最后一步，写入/etc/fstab 。目的是为了下次开机我们能够正常使用我们的RAID设备。
创建RAID1 （使用/dev/sde,/dev/sdf）
其实步骤和创建RAID0差不多
1，新建分区并修改分区类型。 fdisk /dev/sde fdisk /dev/sdf
2，开始创建RAID1 mdadm -C /dev/md1 -ayes -l1 -n2 /dev/sd[e,f]1
3，查看raid的状态 cat /proc/mdstat 或者 mdadm -D /dev/md1
4，添加raid1到RAID配置文件/etc/mdadm.conf 并修改
echo DEVICE /dev/sd{e,f}1 >>/etc/mdadm.conf
mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf
5,格式化磁盘阵列 mkfs.ext4 /dev/md1
6,建立挂载点并挂载
#mkdir/mnt/raid1
# mount /dev/md1 /mnt/raid1/
7，写入/etc/fstab
8,reboot即可
创建RAID5
RAID5 至少需要三块硬盘，我们拿/dev/sdg, /dev/sdh, /dev/sdi,/dev/sdj这四块硬盘来做实验，三块做为活动盘，另一块做为热备盘。
1，新建分区并修改分区类型。 fdisk /dev/sdg fdisk /dev/sdh fdisk /dev/sdi fdisk /dev/sdj
2，开始创建RAID5 mdadm -C /dev/md5 -ayes -l5 -n2 -x1 /dev/sd[g,h,i,j]1
3，查看raid的状态 cat /proc/mdstat 或者 mdadm -D /dev/md5
4，添加raid5到RAID配置文件/etc/mdadm.conf 并修改
echo DEVICE /dev/sd{g,h,i,j}1 >>/etc/mdadm.conf
mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf (在这里会将md0的内容复写一遍，所以需要手动删除，这是因为我们在一个虚拟机内。)
5,格式化磁盘阵列 mkfs.ext4 /dev/md5
6,建立挂载点并挂载
#mkdir/mnt/raid5
# mount /dev/md5 /mnt/raid5/
7，写入/etc/fstab
8,reboot
RAID维护
1,启用阵列
mdadm -As /dev/md0
-A 启用已存在的阵列
-s 以/etc/mdadm.conf为依据
没有创建mdadm.conf文件（或文件有误），可采用如下方法启用
#mdadm –A /dev/md0 /dev/sd[bc]1
mdadm-Ds
2.停止阵列
#mdadm –S /dev/md0
3.显示阵列详细信息
#mdadm –D /dev/md0
下面我们将模拟raid5 中磁盘损坏来讲解软RAID 的维护操作
1,向/raid5 里面写入测试数据，以验证磁盘损坏后数据是否丢失：
# touch test_raid5.failed# touch test_raid5.fail
# ls
2,模拟磁盘损坏
当RAID检测到某个磁盘有故障时，会自动标记该磁盘为故障磁盘，并且停止对故障磁盘的读写操作。
我们将/dev/sdh1模拟为出现故障的磁盘
#mdadm /dev/md5 -f /dev/sdh1
3,查看重建状态。
在上面创建RAID 5过程中，我们设置了一个热备盘，所以当有标记为故障磁盘的时候，热备盘会自动顶替故障磁盘工作，阵列也能够在短时间内实现重建。通过查看"/proc/mdstat" 文件可以看到当前阵列的状态。
在这里，由于我创建的文件小，我的已经完成重建了。
#mdadm -D /dev/md5
4，查看之前的测试数据是否还在
数据正常，没有丢失
5，移除损坏的磁盘
显示一下
新增热备磁盘
向RAID中增加存储硬盘
首先先在虚拟机上增加一个硬盘，具体操作和前几步一模一样。
向RAID中新增加一块硬盘 （此时就是把硬盘当做了热备盘）
我们需要把热备盘加入到RAID中的活动盘中。
说明一下：如果是 -n5的话，那么就会把sdh1 ,sdk1两个盘都放到了活动盘上。如果只是想加入一个的话，-n4就可以了。
然后扩容一下文件系统。
RAID 构建完毕后，阵列容量增加，但是文件系统还没有增加，这时
我们还需要对文件系统进行扩容。
# df–TH
# resize2fs /dev/md5
# df–TH
修改RAID配置文件 /etc/mdadm.conf
reboot