RAID详解及配置实战

news2024/10/7 18:24:47

一、RAID磁盘阵列及详解

1.1 了解RAID

1.1.1 简单理解

1.1.2 对比了解

1.2 RAID磁盘阵列介绍

1.3 RAID功能实现

1.4 RAID实现的方式

1.5 RAID级别详解

1.5.1 RAID -0

1.5.2 RAID -1

1.5.3 RAID -5

1.5.4 RAID -10（RAID 1+0）

1.6 阵列卡

1.6.1 阵列卡介绍

1.6.2 阵列卡的缓存

二、构建软RAID磁盘阵列及配置

2.1 了解基本配置命令

mdadm工具

2.2 构建软RAID磁盘阵列思路及配置

2.2.1 思路

2.2.2 配置

一、RAID磁盘阵列及详解

1.1 了解RAID

1.1.1 简单理解

raid是磁盘的集合，按照排列组合的方法不一，给raid去了不同的名字raid0、raid1、raid5、raid10等

1.1.2 对比了解

硬盘连续空间无法扩容
lvm 非连续空间可以动态扩容
raid 备份，提高读写性能无法扩容

1.2 RAID磁盘阵列介绍

是Redundant Array of Independent 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)
口常用的RAID级别：RAIDO，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

1.3 RAID功能实现

提高IO能力
提高耐用性
磁盘冗余备份

1.4 RAID实现的方式

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，安装OS前在BIOS里配置
软件RAID：通过OS实现，比如：群晖的NAS存储
硬件方式：通过raid 卡
软件方式：通过raid 软件方式

1.5 RAID级别详解

1.5.1 RAID -0

1、作用：

RAID 0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不能应用于数据安全性要求高的场合

简单总结：因为读写时都可以并行处理（N块硬盘并行组合成一个新的逻辑盘），所以在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余功能，也不具备容错能力，如果一个磁盘（物理）损坏，所有数据都会丢失（分布式存储）

2、最少磁盘数：2块才有效果

3、特点总结：①最少需要两块磁盘：N≥2

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不能应用于数据安全性要求高的场合

1.5.2 RAID -1

1、介绍

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

2、简单理解

RAID -1也称为镜像, 两组以上的N个磁盘相互作镜像，在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度，理论上读取速度等于硬盘数量的倍数，与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。读性能提升、写性能略有下降、磁盘利用率 50%、有冗余能力、最少磁盘数：2n n≥1

3、特点总结：①最少需要两块磁盘2N（n≥1）

②有冗余，有很高的数据安全性和可用性

③读性能提升（磁盘数增多）、写性能略有下降（存储镜像）

④磁盘利用率50%

⑤数据镜像分布式

1.5.3 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

总结：①读、性能提升，写的性能略微降低

②利用率：n-1

③有容错能力：允许最多1块磁盘损坏

④最少磁盘数：n≥3

1.5.4 RAID -10（RAID 1+0）

特点：①N(偶数，N>=4)块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
②磁盘利用率：N/2
③读、写性能提升：N/2块盘同时写入，N块盘同时读取
④有容错能力：每组镜像最多只能坏一块

1.6 阵列卡

1.6.1 阵列卡介绍

阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
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

1.6.2 阵列卡的缓存

缓存(Cache)是RAID卡与外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

二、构建软RAID磁盘阵列及配置

2.1 了解基本配置命令

mdadm工具

介绍：为软RAID提供管理界面，为空余磁盘添加冗余，结合内核中的md(multi devices)RAID设备可命名为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等
用法，举例：mdadm -Cv /dev/md0 -l 10（raid） -n 4 -x 1 /dev/sd[bcde] {b,c,d,e，f}

常用选项说明：

模式：

创建：-C

装配：-A

监控：-F

管理：-f, -r, -a

管理模式：-f：标记指定磁盘为损坏

-a: 添加磁盘

-r: 移除磁盘

-S：停止进程

-n：使用x个块设备来创建此RAID

-l：指明要创建的RAID的级别0、1、5、10