Linux RAID

• RAID：Redundant Arrays of Inexpensive Disks/廉价冗余磁盘阵列
  • 后来改成：Redundant Arrays of Independent Disks/独立冗余磁盘阵列
• Berkeley大学一位教授的一篇论文：A case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks RAID
  • 提高IO能力：通过磁盘并行读写实现
  • 提高耐用性：通过磁盘冗余来实现
  • 级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同
  • RAID的实现方式：
    • 外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
    • 内接式RAID：主板集成RAID控制器
    • Software RAID：通过软件的方式提供RAID
• 级别：Level
  • 级别没有好坏高低之分，仅仅表示磁盘组织形式上的不同
  • RAID-0：以0表示，又叫条带卷／strip

• • • 读写性能提升
    • 可用空间：N*min(s1，s2...)
    • 无容错能力
    • 最少磁盘数：2
  • RAID-1：以1表示，又叫镜像卷／mirror

• • • 读性能提升，写性能略有下降
    • 可用空间：1*min(s1，s2...)
    • 有容错能力
    • 最少磁盘数：2

• • RAID-2，3，4不常用
    • RAID-4：

• • • 第三块盘存放校验码，一般为前两块盘数据的异或
    • 允许坏掉一块盘
    • 但是校验盘的IO容易成为系统瓶颈

• • RAID-5：

• • • 与RAID-4类似，但是轮流做校验盘
    • 读写性能提升
    • 可用空间：(N-1)*min(s1，s2...)
    • 有容错能力：1块磁盘
    • 最少磁盘数：3

• • RAID-6:

• • • 用两块磁盘做校验盘
    • 读写性能提升
    • 可用空间：(N-2)*min(s1，s2...)
    • 有容错能力：2块磁盘
    • 最少磁盘数：4

以下为混合类型的RAID：

• • RAID10

• • • 先组织成RAID-1，再组织成RAID-0
    • 读写性能提升
    • 可用空间：N*min(s1，s2...)/2
    • 有容错能力：每组镜像最多只能坏一块
    • 最少磁盘数：4

• • RAID01

• • • 先组织成RAID-0，再组织成RAID-1
    • RAID01不好，因为每组坏一块的概率还是比较大的，此时数据就损坏了；而RAID10中，只要不是一组中的两个磁盘同时坏了，数据就不会损坏
  • RAID50
    • 先组织成RAID5，再组织成RAID-0
  • RAID-7：某公司的产品，IO性能特别好，但是价格特别贵
  • JBOD：Just a Bunch Of Disks
    • 将多块磁盘的空间合并成一个大的连续空间使用
    • 可用空间：sum(s1，s2...)
  • 常用级别：RAID-0，RAID-1，RAID-5，RAID-10，RAID-50，JBOD
• 实现方式
  • 硬件实现方式
  • 软件实现方式：在生产环境中，不会用软RAID
    • CentOS 6上的软件RAID的实现
      • 结合内核中的md模块（multi disks）
      • mdadm：模式化的工具
        • mdadm [mode] <raid device> [options] <component devices>
        • 支持的RAID级别：LINEAR（类似JBOD），RAID-0，RAID-1，RAID-4，RAID-5，RAID-6，RAID-10，等等
        • raid device：/dev/md#
          • 查看当前系统中是否存在md设备：
            • cat /proc/mdstat
            • ls /dev | grep "md"
        • component devices：任意块设备
        • 模式／mode：
          • 创建模式：-C
            • options
              • -n #：使用#个块设备来创建此RAID
              • -l #：指明要创建的RAID的级别
              • -a {yes | no}：是否自动创建目标RAID设备的设备文件
              • -c CHUNK-SIZE：指明块大小
              • -x #：指明冗余或空闲盘的个数
            • 例如：创建一个10G空间的RAID-5
              • mdadm -C /dev/md0 -a yes -n 3 -x 1 -l 5 /dev/sda{7,8,9,10}
              • 创建完以后，格式化：mke2fs -t ext4 /dev/md0
              • 格式化完以后，挂载：mount /dev/md0 /mydata
              • 往/mydata里写文件，就会按照RAID的模式工作了
          • 装配模式：-A
          • 监控模式：-F
          管理模式：-f，-r，-a
          • -f：标记损坏，例如：mdadm /dev/md0 -f /dev/sda7 (此时上面创建的RAID5就会利用空闲盘自动修复了，再坏一块磁盘也是没有问题的，降级使用，即两个磁盘工作，没有校验盘了)
          • -r：移除坏的磁盘，例如：mdadm /dev/md0 -r /dev/sda7
          • -a：添加一个磁盘，例如：mdadm /dev/md0 -a /dev/sda7
          • 查看详细信息：-D，例如：mdadm -D /dev/md0　
          • 停止md设备：-S，例如：mdadm -S /dev/md0
          • 补充：watch -n# COMMAND：每隔#秒刷新一下命令结果，例如：watch -n1 'ifconfig etho'，再例如：watch -n1 'cat /proc/mdstat'

练习1：创建一个可用空间为10G的RAID1设备，要求其chunk大小为128k（默认为512k），文件系统为ext4，有一个空闲盘，开机可自动挂载至/backup目录

练习2：创建一个可用空间为10G的RAID10设备，要求其chunk大小为256k（默认为512k），文件系统为ext4，开机可自动挂载至/mydata目录

注：RAID不能代替备份策略，RAID可以保证磁盘损坏后不影响系统运行，但是无法阻止人为错误引起的数据丢失，比如不小心删除，所以备份数据依然是要有的