知识结构
服务器硬件详解
RAID磁盘阵列详解
阵列卡介绍与真机配置
构建软RAID磁盘阵列
RAID磁盘阵列介绍
是Redundant Array of lndependent 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RAIDO，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等
RAID中三个关键概念技术:镜像（mirroring）、数据条带（data stripping）和数据校验（data parity）
镜像:将数据复制到多个磁盘，一方面可以提高可靠性，另一方面可并发从两个或多个副本读取数据来提高读性能。显而易见，镜像的写性能要稍低，确保数据正确地写到多个磁盘需要更多的时间消耗。
数据条带:将数据分片保存在多个不同的磁盘，多个数据分片共同组成一个完整数据副本，这与镜像的多个副木是不同的，它通常用于性能考虑。数据条带具有更高的并发粒度，当访问数据时，可以同时对位于不同磁盘上数据进行读写操作，从而获得非常可观的I/o性能提升。
数据校验:利用冗余数据进行数据错误检测和修复，冗余数据通常采用海明码、异或操作等算法来计算获得。利用校验功能，可以很大程度上提高磁盘阵列的可靠性、鲁棒性和容错能力。不过，数据校验需要从多处读取数据并进行计算和对比，会影响系统性能。
不同等级的RAID采用一个或多个以上的三种技术，来获得不同的数据可靠性、可用性和I/o性能。至于设计何种 RAID（甚至新的等级或类型）或采用何种模式的RAID，需要在深入理解系统需求的前提下进行合理选择，综合评估可靠性、性能和成本来进行折中的选择。
RAID 0
●RAID O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 的特点
1、最少需要两块磁盘
2、数据条带分布式
3、没有冗余，性能最佳（不存储镜像、校验信息）
4、不能应用与对数据安全性要求高的场合
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●RAID1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，而不需要看组失效的数据
RAID 1特点
1、最少需要两块磁盘
2、提供数据冗余
3、性能好
RAID 5
●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
RAID 5特点
1、最少3块磁盘
2、数据条带形式分布
3、以奇偶校验作冗余
4、适合多读少写的情景，是性能与数据冗余最佳的折中方案
RAID 6
●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
●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
RAID 1+0
●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
特点
1、最少4块磁盘
2、先按RAID 0 分成两组，再分别对两组按RAID1方式镜像
3、兼顾冗余（提供镜像存储）和性能（数据条带形分布）
4、在实际应用中较为常见
阵列卡介绍
阵列卡是用来实现RAID功能的板卡通常是由/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RAIDO、RAID1、RAID5、RAID10等
RAID卡的接口类型
●IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口
阵列卡的缓存
缓存(Cache)是RAID卡与处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
案例:构建软RAID磁盘阵列3-2
需求描述
●为Linux服务器添加4块SCSI硬盘
●使用mdadm软件包，构建RAID5磁盘阵列，提高磁盘存储的性能和可靠性
安装mdadm
准备用于RAID阵列的分区
为Linux服务器添加4块SCSI硬盘，并使用fdisk工具各划分出一块2GB的分区，依次为/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1将其类型ID更改为“fd”，对应为“Linux raidautodetect”，表示支持用于RAID磁盘阵列创建RAID设备并建立文件系统挂载并使用文件系统
RAID阵列的管理及设备恢复
●扫描或查看磁盘阵列信息
●启动/停止RAID阵列
●设备恢复操作
模拟阵列设备故障更换故障设备，并恢复数据
RAID
RAID级别
硬盘数量
磁盘利用率
是否有校验
保护能力
写能力
RAIDO
N
N
无
无
单个磁盘的N倍
RAID1
N（偶数）
N/2.
无
允许一个设备故障
需写两对存储设备，互为主备
RAID5
N>=3
(N-1) /N
无
允许一个设备故障
需写计算校验
RAID6
N>=4
(N-2) /N
无
允许两个设备故障
需写计算校验
RAID10
N>=4(偶数)
N/2
无
允许两个机组中各坏一个
N/2块盘同时写入
总结
RAID提供比单个硬盘具有更高的存储性能和提供数据备份技术
常用的RAID级别
●RAIDO、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0等
阵列卡及缓存
软RAID磁盘阵列构建方法
创建软RAID磁盘阵列步骤
1、检查是香已安装mdadm软件包rpm -qmdadm
yum install -y mdadm
2、使用fdisk.T.具将新磁盘设备/dev/ sdb、I/ dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sdei.并且
把分区类型的ID标记号改为"fd"
fdisk / dev/ sdb
fdisk / dev/ sdc
3、创建RAID设备
#创建RAID5
mdadm -c -v /dev/md0 [-a yes] -15 -n3 /dev/sd [bcd]1 -x1 /dev/sde1
-c:表示新建;
-v:显示创建过程中的详细信息。
/dev/md0:创建RAID5的名称。
-ayes:--auto，表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略。
-1:指定RAID的级别，l5表示创建RAID5。
-n:指定使用几块硬盘创建RAID,n3表示使用3块硬盘创建RAID。
/ dev/sd [ bcd]1:指定使用这3块磁盘分区去创建RAID.
-x:指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘，x1表示保留1块空闲的硬盘作备用
/ dev/ sdei:指定用作于备用的磁盘