RAID磁盤陣列的應用是怎么樣的

今天就跟大家聊聊有關RAID磁盤陣列的應用是怎么樣的，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

   RAID一般翻譯為磁盤陣列，全稱是 Redundant Arrays of Inexpensive Disk，最初的構(gòu)想是源于加州大學伯克利分校的一個研究小組的項目，他們希望通過大量廉價的硬盤來組建價格便宜，可用性高的磁盤陣列。但是RAID發(fā)展到今天，已經(jīng)背離了當初價格便宜的初衷。但是RAID也帶來了另外的好處，如何合理選擇RAID的級別，可以構(gòu)建出具有更高可用性，更好地容錯的磁盤。

 RAID主要分為軟件RAID和硬件RAID，軟件RAID主要是通過操作系統(tǒng)來實現(xiàn)，這樣會增加CPU的負擔，所以在實際場景中極少使用。硬件RAID使用獨立的硬件設備和控制芯片，整體性能優(yōu)于軟件RAID。RAID有不同的規(guī)范，但是總體上可以分為兩種：標準RAID和混合RAID。雖然現(xiàn)在的RAID有很多不同的規(guī)范，但是很多規(guī)范只是一種過渡性的實驗產(chǎn)品，在實際的生產(chǎn)環(huán)境中幾乎不使用。

1、標準RAID

1.1  RAID 0

    RAID 0也稱為條帶（strping），它將兩個以上的硬盤串聯(lián)起來，成為一個大容量的磁盤。在存儲數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)分散存儲在這些磁盤中。因為數(shù)據(jù)讀寫都可以并行的進行，所以在所有的級別中，RIID的速度是最快的。但是RAID既沒有冗余功能，也不提供容錯能力。如果有一個物理磁盤損壞，所有的數(shù)據(jù)都會丟失。所以，RAID只是在一些對數(shù)據(jù)安全性要求不高，但是速度要求較高的場景下使用，比如視頻，圖像等工作站。
                    

1.2  RAID 1

    RAID  1稱為鏡像技術，需要兩塊以上的硬盤互作鏡像。也就是說，主盤上的數(shù)據(jù)和鏡像盤上的數(shù)據(jù)完全一樣。因此，在多線程的操作系統(tǒng)會大大提高數(shù)據(jù)的讀取速度。RAID 1 的可靠性非常高，只要有一塊硬盤正常就可以保證數(shù)據(jù)的完整性。但是RAID的缺點是浪費了大量的存儲空間。

RAID2-RAID4屬于實驗性的產(chǎn)品實際生產(chǎn)環(huán)境很少使用。

1.3  RAID 5

    RAID 5引入了數(shù)據(jù)校驗的功能，并且校驗的數(shù)據(jù)是分散的存儲在各塊硬盤上。RAID 5 實際上是速度與可靠性的一種折衷方案，在實際場景中應用較多。與RAID相比，存儲成本比較便宜。RAID 5至少需要3塊磁盤來實現(xiàn)。

1.4  RAID 6

    與RAID 5相比RAID6增加了第二個獨立的信息校驗塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數(shù)據(jù)的使用。RAID 6至少需要4塊以上的磁盤。

2、混合RAID

2.1 JBOD

   嚴格來講JBOD（Just a Bunch Of Disks）并不屬于RAID的等級，JBOD并沒有嚴格的規(guī)范，主要是用于實現(xiàn)將各個獨立的硬盤空間在邏輯上組合成一個大的硬盤。如果硬盤損毀，則存在上面的數(shù)據(jù)將無法救回。若第一塊硬盤損壞，將丟失所有的數(shù)據(jù)，危險程度與RAID 0相比有過之無不及。但是JBOD也有它的應用場景，例如Hadoop就鼓勵使用JBOD，因為Hadoop由自己的一套容災方案。

2.2 RAID 01

   RAID 01是RAID 0與RAID 1的一種組合。主要實現(xiàn)方案是先將數(shù)據(jù)分成兩組，然后再對數(shù)據(jù)進行鏡像映射。即先實現(xiàn)RAID 0，再實現(xiàn)RAID 1。

2.3 RAID 10

    RAID 10與RAID 01恰好相反，是先進行數(shù)據(jù)鏡像，然后才對數(shù)據(jù)進行分組。

2.4 RAID 50

   RAID 5與RAID 0的結(jié)合，先作RAID 5，在作RAID 0，也就是對多組RAID 5構(gòu)成條帶化的訪問。RAID 50以RAID 5為基礎，而RAID 5至少需要3塊硬盤，要以多組RAID 5構(gòu)成RAID 50，因此RAID至少需要6塊硬盤。RAID 50在底層任意一組或多組RAID 5中出現(xiàn)一塊硬盤損壞時，仍然可以維持運作，不過任意一組同時出現(xiàn)兩塊硬盤損壞時，整組RAID 50就會失效。

通過Linux 實現(xiàn)軟RAID：

在Linux實現(xiàn)RAID主要是通過mdadm來實現(xiàn)。

mdadm屬于模式化的命令，主要模式有：

創(chuàng)建模式

管理模式

監(jiān)控模式

增長模式

裝配模式

mdadm的基本格式為：

# mdadm [mode]  [options]

裝配模式RAID的選項有：

-l：指定RAID的級別；

-n：指定設備數(shù)，即磁盤的個數(shù)；

-a：自動為其創(chuàng)建設備文件；

-c，--chunk 指定分割數(shù)據(jù)塊的大小

1.實現(xiàn)RAID 0：

準備工作：

兩個1G大小的磁盤分區(qū)。

[root@local ~]# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdb{1,2} 
mdadm: /dev/sdb1 appears to contain an ext2fs file system 
    size=104388K  mtime=Thu Jan  1 08:00:00 1970 
    Continue creating array? (y/n) y 

為其創(chuàng)建文件系統(tǒng)： 
[root@local ~]# mke2fs -j /dev/md0 

掛載文件系統(tǒng)： 
[root@local mnt]# mount /dev/md0 /mnt/raid 

查看掛載文件系統(tǒng)的信息： 
[root@local mnt]# df -h 
文件系統(tǒng)                          容量  已用  可用  已用% 掛載點 
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00 18G   3.3G 14G  20%  / 
/dev/sda1                       99M   13M  82M  13%  /boot
tmpfs                           252M    0  252M 0%   /dev/shm
/dev/sr0                        3.3G  3.3G 0    100% /mnt/cdrom
.host:/                         56G   44G  12G  79%  /mnt/hgfs
/dev/md0                        1.9G  35M  1.8G 2%   /mnt/raid
這里顯示文件并沒有2G是正常顯現(xiàn)，因為RAID本身也有一些元數(shù)據(jù)需要保存。

2.實現(xiàn)RAID 1：
準備工作：
兩塊1G大小的磁盤分區(qū)。
[root@local ~]# mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sdb{5,6} 

查看狀態(tài)信息 
[root@local ~]# cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid0] [raid1]  
md1 : active raid1 sdb6[1] sdb5[0] 
      987840 blocks [2/2] [UU]         
md0 : active raid0 sdb2[1] sdb1[0] 
      1975744 blocks 64k chunks         
unused devices:  

創(chuàng)建文件系統(tǒng) 
[root@local ~]# mke2fs -j /dev/md1 

查看指定RAID設備的詳細信息 
[root@local ~]# mdadm -D /dev/md1 
/dev/md1: 
        Version : 0.90 
  Creation Time : Tue Mar  3 17:26:24 2015 
    Raid Level : raid1 
    Array Size : 987840 (964.85 MiB 1011.55 MB) 
  Used Dev Size : 987840 (964.85 MiB 1011.55 MB) 
  Raid Devices : 2 
  Total Devices : 2 
Preferred Minor : 1 
    Persistence : Superblock is persistent 
  
    Update Time : Tue Mar  3 17:30:22 2015 
          State : clean 
 Active Devices : 2 
Working Devices : 2 
 Failed Devices : 0 
  Spare Devices : 0 
  
          UUID : f6a3844f:282828af:45d573d8:5f0aa269 
        Events : 0.4 
  
    Number  Major  Minor  RaidDevice State 
      0      8      21        0      active sync  /dev/sdb5
      1      8      22        1      active sync  /dev/sdb6
  
模擬一塊硬盤損壞（管理模式） 
[root@local ~]# mdadm /dev/md1 --fail /dev/sdb5 
mdadm: set /dev/sdb5 faulty in /dev/md1
移除損壞的硬盤：（-r = --remove） 

[root@local ~]# mdadm /dev/md1 -r /dev/sdb5 
mdadm: hot removed /dev/sdb5
更換新盤（和壞掉的盤的分區(qū)應保持一致）
 
[root@local ~]# mdadm /dev/md1 -a /dev/sdb7 
mdadm: added /dev/sdb7

停止磁盤陣列 
[root@local ~]# mdadm -S /dev/md1 
mdadm: stopped /dev/md1

重新裝配磁盤陣列 
[root@local ~]# mdadm -A --run /dev/md1 /dev/sdb5 /dev/sdb6 
mdadm: /dev/md1 has been started with 1 drive (out of 2).
 
掃描磁盤陣列的信息，以后可以實現(xiàn)自動裝配： 
[root@local ~]# mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf

3.實現(xiàn)RAID 5：
準備工作：3塊512M大小的磁盤
[root@local ~]# mdadm -C /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sdb{8,9,10}

看完上述內(nèi)容，你們對RAID磁盤陣列的應用是怎么樣的有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內(nèi)容，請關注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。