RAID基础

磁盘类型

RAID

由于单个普通硬盘的速度的限制和高端设备价格的限制，使得raid(Redundant Arrays of independent/inexpansive Disks)诞生由来，

RAID Level：

Level	RAID0条带	RAID1镜像	RAID5校验	RAID10
读写性能	读写性能提升	写性能低下读性能提升	读写都提升	读写都提升
有无冗余	无冗余	有冗余	有冗余	有冗余
利用率	100%	50%	(n-1)/n	50%
需要的盘数	至少2块盘	至少2块盘	至少3块盘	至少4块盘
原理图

• RAID4与RAID5：两者都是基于校验算法来实现数据的性能的提升和冗余，不同的是RAID4将校验的数据存在一个磁盘上，这样磁盘读写的瓶颈将在数据校验盘上。而RAID5是将校验数据放在不同的盘上，这样会优于RAID4
• RAID10和RAID01:两者在性能上差不多，但是如果在RAID01的情况下，最下面的RIAD0中如果有一块盘损坏，那么整个上面的RAID1将不能够正常使用。所以这方面应使用RAID10，先镜像在条带存储

  

• RAID50: 读写都提升；有冗余；空间利用率(n-2)/n；至少6块盘。一般在使用在磁盘有很多的情况下，主要来存储非常庞大的数据集，如数据仓库和非常庞大的OLTP系统
• jbod(hdoop hdfs)：基本不用。无性能提升；无冗余；空间利用率100%；；至少2块盘

软RAID配置

由于软RAID的使用需要额外的CPU来计算数据的分片，而且如果操作系统的崩溃，RAID恢复其他也是件麻烦的事，所以一般生产环境中很少使用，而是使用硬件级别的RAID

内核支持：md(multidisks)用来模拟RAID，即逻辑RAID

mdadm使用：

创建：-C

管理：--add,--remove, --fail

装配：-A

详细：-D

其他选项：-l 级别， -n 设备个数， -a <yes/no> 自动创建设备文件 –c 指定chrunk大小 –x 指定spare disk空闲盘

实例：

创建1G的raid10，需要4块512M磁盘

mdadm -C /dev/md0 -a yes --level=10 -n 4 /dev/sd[b-e]

创建1G的raid5，要求有个备盘；需要4块512M磁盘

mdadm -C /dev/md0 -a yes --level=5 -n 3 -x 1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

查看状态：cat /proc/mdstat

查看详细的信息：mdadm -D /dev/md0

导出当前的配置信息：mdadm –detail –scan /dev/md0 >/etc/mdadm.conf

mdadm –A /dev/md0 #之后会根据配置文件直接生产md

停止RAID：mdadm -S /dev/md0

删除： rm -fr /etc/md0

硬件RAID的配置：

由于本人大三狗一枚，我只接触过学校的dell 6580，下面以dell的机型配置的信息，这里只做了参考

http://wenku.baidu.com/link?url=Pcb5bZgf0ftL2fVQaSgoRZpts6UtpkNpctET1xvuvtw-Xgsz2yGEAAODm_axr2diVmJEcBDAyGp21XKRsY2iDJkUoy86dqO8T7XKQMQSbNa

软RAID和硬RAID比较

硬件RAID在内部有独立cpu，内存，和电池。有了CPU可以自己独立计算数据校验及数据分片等操作，特别是在RAID5,6这样级别。另外有独立的内存，读的时候，RAID控制器会先预读一些数据到自己内存，从而在一定程度上加速读取；写的时候，会先将部分数据缓存到cache中，然后在定时flush到磁盘上。控制器上的电池，可以保证RAID在掉电的时候，即使在内存中"还没来得及"flush到磁盘的数据得翼保存48小时的时间。一定程度上保证数据的安全，提示了数据读写效率

软RAID需要占用操作系统的CPU，如果在CPU繁忙的时候，可能会出现I/O等待问题等

但在RAID1，RAID10级别上，软硬件RAID差别不大。

另外补充下RAID5的大概原理

摘自知乎

简单通过Raid5来进行比较。Raid 5基本原理是异或运算来实现。
XOR (0, 1) = 1
XOR (1, 0) = 1
XOR (0, 0) = 0
XOR (1, 1) = 0

硬盘1 硬盘2 硬盘3
| 101 | 010 | 011 |

XOR (101, 010, 011) = 100
过程如下:
XOR (101,010) = 111 ， XOR (111, 011) = 100
校验盘P
| 101 | 010 | 011 | 100 |

| 101 | 挂了 | 011 | 100 |
还原010
XOR (101, 011, 100) = 010
当然实际过程比这个要复杂的多的多。

Raid5 写一份数据，需要下列操作，普通硬盘只要1次写操作。
控制器读取旧的数据块，
读取旧的校验块。
并和新计算出来的进行比对，如果有修改，则要改写旧块为新块(数据快和校验块)。
如果只是同等内容修改，没有用到新的块。就到此为止了。
简单的例子是，我新建一个文本文档，只有一个字符A，没有空格，空行，tab。我修改A为B，然后保存，文件大小是不变的。如果我把A改成两个字母"AB"，再保存。相当于申请新的空间来保存另外一个字符B。（此例子只能用来理解，不能代表100%Raid控制器和文件系统是这样存储数据）
如果有追加的数据
则还要写入新的数据块和新的校验块。