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前言:
RAID独立磁盘冗余阵列，是把想通过的数据存储在多个硬盘不同地方的方法。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。因为多个磁盘增加了平均故障间隔时间，存储冗余数据也增加了容错。
RAID的级别：RAID技术的几种不同等级，分别可以提供不同速度，安全性和性价比。
用户可以根据实际情况选择适当的RAID级别来满足用户对存储空间的可行性、性能、容量的要求。
一、RAID磁盘阵列功能
1、通过对磁盘上的数据进行条带化，实现数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存存取速度。
2、通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高数据存储速度。
3、通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护。
RAID磁盘阵列性能汇总
二、阵列卡简介：
1.1 阵列卡
阵列卡是用来实现RAID功能的办卡，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零组件构成的
不同的RAID卡支持的RAID功能不同，例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等。
RAID卡的接口类型
IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口。
1.2 阵列卡的缓存
缓存时RAID卡与外部总线交换数据的场所，RAID卡先将数据传输到缓存，再由存储和外边数据总线交换数据
缓存的大小与速度时直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素
不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几兆
三、磁盘阵列配置实验
1.1 环境配置
查询是否已安装mdadm，如果未安装，使用yum install mdadm安装一下我们才可以使用此命令。
[root@localhost ~]# rpm -qa mdadm
mdadm-4.0-5.el7.x86_64
准备用于RAID阵列的分区：添加磁盘，这里我们使用虚拟机为Linux服务器添加3块SCSI磁盘，每块20G。
1、使用fdis工具对每块磁盘进行分区，每块磁盘只分一个主区，大小为20G，依次为：dev/sdb1、dev/sdc1、dev/sdd1
2、将其类型改为“fd”，对应“Linux raid autodetect”，表示支持用于RAID磁盘阵列。
3、配置完成后检查一下磁盘配置：
[root@localhost ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000a821e
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 12584959 6291456 83 Linux
/dev/sda2 12584960 54527999 20971520 83 Linux
/dev/sda3 54528000 62916607 4194304 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda4 62916608 83886079 10484736 5 Extended
/dev/sda5 62918656 83886079 10483712 83 Linux
磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xa3d90d8b
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
磁盘 /dev/sdc：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x492f2bc3
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdc1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
磁盘 /dev/sdd：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x00283bf3
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdd1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetec
1.2 条带卷：RAID 0
RAID 0：连续以位或字节位单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此有很高的数据传输率，但它没有属于冗余，因此不能算真正的RAID结构
RAID 0只是单纯地提高性能，并没有位数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘损失将影响到所有数据
RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合
实验：
创建RAID 0，命令：mdadm -C(创建) -v（显示详细过程） /dev/md0（在dev目录下创建md0，定义RAID的设备文件所在的位置） -l0（级别RAID0) -n（构成RAID0的磁盘数量） /dev/sd[b-c]1 (包含sdb1与sdc1两块磁盘)。
示例：
[root@localhost ~]# mdadm -C -v /dev/md0 -l0 -n2 /dev/sd[b-c]1
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
查看配置详情，命令：mdadm -D /dev/md0
方法一示例：
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Nov 8 10:19:22 2019
Raid Level : raid0
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 2
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Fri Nov 8 10:19:22 2019
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Chunk Size : 512K
Consistency Policy : none
Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain)
UUID : f65c4d7c:e94808ef:227e2d85:5c9251a1
Events : 0
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 17 0 active sync /dev/sdb1
1 8 33 1 active sync /dev/sdc1
方法二示例：
cat /proc/mdstat （查看的状态、过程信息）
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat （mdstat 状态）
Personalities : [raid0]
md0 : active raid0 sdc1[1] sdb1[0] (RAID0 由sdc1、sdb1组成)
41908224 blocks super 1.2 512k chunks
unused devices: <none>
格式化、创建挂载点、挂载
格式化md0，命令：mkfs.xfs /dev/md0
示例：
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md0
meta-data=/dev/md0 isize=512 agcount=16, agsize=654720 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=10475520, imaxpct=25
= sunit=128 swidth=256 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=5120, version=2
= sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
创建挂载点，示例：
[root@localhost ~]# mkdir /opt/md0
[root@localhost ~]# ls /opt
demo01 md0 one rh
挂载，示例：
[root@localhost ~]# mount /dev/md0 /opt/md0/
[root@localhost ~]# df -h （查询挂载信息）
文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2 20G 4.3G 16G 22% /
devtmpfs 898M 0 898M 0% /dev
tmpfs 912M 0 912M 0% /dev/shm
tmpfs 912M 9.1M 903M 1% /run
tmpfs 912M 0 912M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 10G 37M 10G 1% /home
/dev/sda1 6.0G 174M 5.9G 3% /boot
tmpfs 183M 4.0K 183M 1% /run/user/42
tmpfs 183M 24K 183M 1% /run/user/0
/dev/sr0 4.3G 4.3G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
/dev/md0 40G 33M 40G 1% /opt/md0 （挂载点）
（最后显示的RAID0的挂载信息）
1.3 镜像卷 RAID 1
RAID 1：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。
实验：
我们先将虚拟机中CentOS2恢复快照，还原状态。
创建RAID 1，命令：mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b…c] -x1（备用盘）
[root@localhost ~]# mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c]1 -x1 /dev/sdd1
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
may not be suitable as a boot device. If you plan to
store '/boot' on this device please ensure that
your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
--metadata=0.90
mdadm: size set to 20954112K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.
查看过程信息：cat /proc/mdstat
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdd1[2](S) sdc1[1] sdb1[0]
20954112 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
[=====>...............] resync = 25.7% (5401856/20954112) finish=1.2min speed=207763K/sec
unused devices: <none>
[root@localhost ~]#
稍等一会，同步完成：
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdd1[2](S) sdc1[1] sdb1[0]
20954112 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
unused devices: <none>
格式化：mkfs.xfs /dev/md1 示例：
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md1
meta-data=/dev/md1 isize=512 agcount=4, agsize=1309632 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=5238528, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]#
创建挂载点：
[root@localhost ~]# mkdir /opt/md1
执行挂载：
[root@localhost ~]# mount /dev/md1 /opt/md1/
查看挂载信息：
[root@localhost ~]# df -hT
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2 xfs 20G 3.5G 17G 18% /
devtmpfs devtmpfs 898M 0 898M 0% /dev
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 912M 9.1M 903M 1% /run
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 10G 37M 10G 1% /home
/dev/sda1 xfs 6.0G 174M 5.9G 3% /boot
tmpfs tmpfs 183M 4.0K 183M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 183M 20K 183M 1% /run/user/0
/dev/sr0 iso9660 4.3G 4.3G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
/dev/md1 xfs 20G 33M 20G 1% /opt/md1
验证备用盘功能：
我们先查看RAID 1详细信息，示例：
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1
/dev/md1:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Nov 8 12:04:15 2019
Raid Level : raid1
Array Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 3
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Fri Nov 8 12:07:24 2019
State : active
Active Devices : 2
Working Devices : 3
Failed Devices : 0
Spare Devices : 1
Consistency Policy : resync
Name : localhost.localdomain:1 (local to host localhost.localdomain)
UUID : 150069e3:96415219:fb07675e:16408e04
Events : 18
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 17 0 active sync /dev/sdb1
1 8 33 1 active sync /dev/sdc1
2 8 49 - spare /dev/sdd1
[root@localhost ~]#
删除RAID 1中sdd1磁盘，测试备用盘是否会顶替使用。
命令：mdadm -f /dev/md1 /dev/sdb1
[root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md1 /dev/sdb1
mdadm: set /dev/sdb1 faulty in /dev/md1
此时我们可以查看同步信息：
cat /proc/mdstat
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdd1[2] sdc1[1] sdb1[0](F)
20954112 blocks super 1.2 [2/1] [_U]
[====>................] recovery = 20.0% (4200320/20954112) finish=1.3min speed=210016K/sec
unused devices: <none>
查看RAID 1详细信息：
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1
/dev/md1:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Nov 8 12:04:15 2019
Raid Level : raid1
Array Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 3
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Fri Nov 8 12:11:45 2019
State : active, degraded, recovering
Active Devices : 1
Working Devices : 2
Failed Devices : 1
Spare Devices : 1
Consistency Policy : resync
Rebuild Status : 43% complete
Name : localhost.localdomain:1 (local to host localhost.localdomain)
UUID : 150069e3:96415219:fb07675e:16408e04
Events : 27
Number Major Minor RaidDevice State
2 8 49 0 spare rebuilding /dev/sdd1
1 8 33 1 active sync /dev/sdc1
（/dev/sdd1 以顶替上去，并开始同步数据）
0 8 17 - faulty /dev/sdb1
（sdb1已删除）
稍等一会，我们的同步已完成：
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdd1[2] sdc1[1] sdb1[0](F)
20954112 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
unused devices: <none>
1.4 RAID 5 （企业中常用）
RAID 5由N>=3块磁盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有1份校验数据，共N-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。
环境：
还原虚拟机CentOS快照，添加4块磁盘，分区，将格式设置为fd。
创建RAID 5：
[root@localhost ~]# mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sde1 （设置sde1做为备用盘）
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: size set to 20954112K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md5 started.
我们依然等待同步，然后查询详细信息：
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Nov 8 12:21:14 2019
Raid Level : raid5
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 3
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Fri Nov 8 12:22:59 2019
State : clean
Active Devices : 3
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 1
Layout : left-symmetric
Chunk Size : 512K
Consistency Policy : resync
Name : localhost.localdomain:5 (local to host localhost.localdomain)
UUID : 655bb595:befe6074:9e5fc8d6:ccb1e748
Events : 18
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 17 0 active sync /dev/sdb1
1 8 33 1 active sync /dev/sdc1
4 8 49 2 active sync /dev/sdd1
3 8 65 - spare /dev/sde1
验证备用盘功能：
删除sdb1磁盘，查看同步信息：
[root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md5 /dev/sdb1 （删除sdb1磁盘）
mdadm: set /dev/sdb1 faulty in /dev/md5
等待同步，然后查询详细信息：
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Nov 8 12:21:14 2019
Raid Level : raid5
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 3
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Fri Nov 8 19:56:18 2019
State : clean
Active Devices : 3
Working Devices : 3
Failed Devices : 1
Spare Devices : 0
Layout : left-symmetric
Chunk Size : 512K
Consistency Policy : resync
Name : localhost.localdomain:5 (local to host localhost.localdomain)
UUID : 655bb595:befe6074:9e5fc8d6:ccb1e748
Events : 38
Number Major Minor RaidDevice State
3 8 65 0 active sync /dev/sde1
1 8 33 1 active sync /dev/sdc1
4 8 49 2 active sync /dev/sdd1
（sde1磁盘已顶替上来并为活跃状态）
0 8 17 - faulty /dev/sdb1
（sdb1磁盘已失效）
1.5 RAID 6 （企业中常用）
RAID 6 采用的是双重校验技术，在RAID5 的技术上增加了第二个独立的奇偶校验信息块，两个独立的奇偶系统使用不用的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用，RAID6 至少需要4块磁盘组成。
1.6 RAID 1+0（企业中较常用）
RAID1+0 就是RAID1 和RAID0的组合，先做镜像1，再做条带0 ，它兼顾了RAID1 的容错能力与RAID0 的条带化读写数据的优点，性能好，可靠性高，属于混合型RAID。
实验:
还原虚拟机CentOS快照，添加4块磁盘，分区，将格式设置为fd。
我们的实验思路是，利用四块磁盘，制作2个RAID 1，每个RAID 1个包含2个磁盘，然后再将这两个RAID 1作为基础制作RAID 0。
制作两块RAID1示例：
以两个RAID 1为基础制作RAID 0，示例：
[root@localhost dev]# mdadm -C -v /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1 /dev/md2
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md10 started.
查看RAID详细信息：
[root@localhost dev]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Nov 8 22:35:43 2019
Raid Level : raid0
Array Size : 41875456 (39.94 GiB 42.88 GB) （容量大小为两个RAID 1容量之和：40G）
Raid Devices : 2
Total Devices : 2
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Fri Nov 8 22:35:43 2019
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Chunk Size : 512K
Consistency Policy : none
Name : localhost.localdomain:10 (local to host localhost.localdomain)
UUID : ff432631:45a27264:d53d7c0f:da75a7d6
Events : 0
Number Major Minor RaidDevice State
0 9 1 0 active sync /dev/md/01
1 9 2 1 active sync /dev/md/02
（两块RAID 1均处于活跃状态）
格式化RAID 10，最后在/opt目录下创建md10子目录。同时将RAID 10挂载到该目录上，示例：
总结：
本篇博客简要介绍了RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10的特性，并通过实验写明的操作过程，同时设置、验证了磁盘备用的功能。更多的组合搭配方法可以由我们之后自己进行实验去验证。
可以通过Shell设置的磁盘阵列我们一般称之为软RAID，硬RAID是需要阵列卡，阵列卡的类型，在之后也会给大家进行介绍。
