磁盘阵列RAID讲解

RAID：磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks）

一台PC机器都会包含CPU、内存、主板、硬盘、网卡等硬件，影响计算机性能的组建包括：CPU、主板总线IO、内存IO、硬盘IO、网卡IO等。可能我们在一提到影响计算机的性能时，首先想到的是CPU，但是随着计算机的发展，特别是对于现代的处理器来说，其运算速度已经是非常快的了，同时我们的内存IO速度也已经达到了非常快的地步了，而我们也知道数据是保存在硬盘上的，所以计算机其实是先将硬盘的数据传递给内存，然后CPU再从内存中加载数据来进行运算的，所以由此看来影响整个计算机性能的因素就是我们的硬盘IO速度了。

RAID是廉价磁盘冗余阵列技术的英文缩写，它的原理就是通过多个磁盘并行运行来提高整个计算机的IO存储性能。

RAID的评判标准有三个：

 <li>速度：读写速度的提升</li>
 <li>磁盘使用率：多磁盘的空间使用率</li>
 <li>冗余性：能够支持几块磁盘损坏而不丢失数据</li>

所以，基于以上三哥评判标准，RAID分为很多种类，称之为RAID级别。

RAID0：

RAID0的工作原理就是通过多块硬盘并行运行来提高整个计算机的IO存储性能，至少需要两块硬盘，RAID0是通过将数据分开读写到多块硬盘的方式来提高读写性能的。

使用RAID0时，我们读写数据的时候是将数据分开读写到多块硬盘上，每个硬盘上保存了数据的一部分，所以读写速度快，但是当其中一块硬盘发生损坏时，整个RAID的数据也就损坏了。

读、写性能提升
无容错能力
最少磁盘数量2块

RAID1至少需要两块硬盘，RAID1在读写数据时会将数据复制到其他硬盘上，即每块硬盘都会保存该数据的一个备份，在读数据时，以提高冗余性，读的时候同时从多块硬盘上读取数据，以提高读的性能。

读性能提升、写性能略有下降
有冗余能力
最少磁盘数量2块

RAID4至少需要三块硬盘，前两块硬盘原理跟RAID0相似，第三块硬盘作为校验盘，对前两块硬盘进行异或校验，因为检验盘一直在进行运算，所以损坏几率较大。

RAID5：

RAID5至少需要三块硬盘，读写数据的时候会将数据分布的读写到所有硬盘上。例如有三块硬盘ABC，当有数据进行读写时候，数据会在A盘IO一些，B盘IO一些，C盘校验，然后A盘IO，B盘校验，C盘IO，然后A盘校验，BC盘IO，将校验分散开来。三块硬盘损坏几率相同，减少单一硬盘损坏几率。

读、写性能提升
有容错能力，允许最多一块磁盘损坏
最少磁盘数量3块

在RAID5的基础上增加了一个校验位，由四块硬盘组成。

读、写性能提升
有容错能力，允许最多2块磁盘损坏
最少磁盘数量4块

对于目前所有的操作系统，都有软件RAID的实现，我们的Linux操作系统的软件RAID通过mdadm命令实现。
mdadm支持的RAID级别有：RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6、RAID10。
mdadm可以基于多块硬盘、分区以及逻辑卷来创建RAID。
RAID设备可命名为/dev/mdn，n表示的是第几个RAID，如第一个创建的RAID对应/dev/md0，第二个创建的RAID就对应/dev/md1，当然这个名字是可以自己随便取的。
RAID的信息保存在/proc/mdstat文件中，或者通过mdadm命令查看。

mdadm命令：

-C：创建
-A：装配
-F：监控
-f,-r,-a：管理

-C创建模式：

-n #：使用#个块设备来创建此RAID（-n 2 表示用2块硬盘来创建这个RAID）
-l #：指明要创建的RAID的级别（-l 0 表示创建RAID0）
-a {yes|no}：自动创建对应的设备，yes表示会自动在/dev下创建RAID设备
-c CHUNK_SIZE：指明块大小
-x #：指明空闲盘的个数

创建RAID0：#mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc
创建RAID1：#mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc
创建RAID5：#mdadm -C /dev/md2 -a yes -l 5 -n 3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd
创建RAID6：#mdadm -C /dev/md3 -a yes -l 6 -n 4 /dev/sdb /dev/dec /dev/sdd /dev/sde