软raid技术概要.docx
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软raid技术概要
1什么是RAID，RAID的级别和特点；
什么是RAID呢？
全称是“ACaseforRedundantArraysofInexpensiveDisks（RAID）”，在1987年，由加州大学伯克利大学发表的论文而来，其实就是这个标题的缩写就是RAID;中译为“磁盘阵列”；
RAID就是把几个物理磁盘组合在一起成为一个大的虚拟物理磁盘，主要目的和用途主要有：
把若干小容量物理磁盘组成一个大容量虚拟存储设备（以前的物理磁盘的容量都比较小）；提高物理存储效率（读、写），或提供冗余以提高数据存储的安全性。
根据应用方向的不同，RAID也分不不同级别，有LINEAR、RAID0、RAID1、RAID5、RAID10、RAID4、RAID6、MULTIPATH。
常用的有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10（其实就是0+1）、LINEAR
1.1什么是硬件RAID和软RAID；
RAID还分为硬件RAID和软件RAID，硬件RAID是通过RAID卡来实现的，而软件RAID是通过软件来实现的；在企业级应用领域，大部份都是硬件RAID。
而软件RAID由于性价比高，大多被中小型企业所采用；
硬件RAID是通过RAID卡把若干同等容量大小的硬盘，根据使用方向的不同，聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备（或RAID0，或RAID1,或者RAID5，或RAID10……），如果每个硬盘容量不一致，以最小容量的硬盘为基础；它的成员是整个硬盘；
软RAID是软把若干同等容量大小的硬盘或分区，根据使用方向的不同，聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备（或RAID0，或RAID1,或者RAID5，或RAID10……），如果每个硬盘或分区容量不一致，以最小容量的硬盘或分区为基础。
软RAID的成员是整个硬盘或分区；
RAID总的来说还是应用在生产型项目领域中，一般在商用办公或个人娱乐应用并未被大规模采用。
应有领域大多要求性价比级的低端服务器或PC-SERVER；
1.2RAID的级别及特点；
RAID有几种级别，LINEAR，RAID0（striping）,RAID1（mirroring）,RAID4,RAID5,RAID6,RAID10,MULTIPATH,andFAULTY.其中我们常用有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10。
下面我们说说常用的RAID0、RAID1、RAID5以及RAID10；
1.21什么是软RAID0及特点；
RAID0是把两个或两个以上的容量相同的硬盘或分区，通过RAID控制器（硬RAID是通过RAID卡来实现的，软RAID是通过软件来实现的），结合为一个在容量上是RAID0下成员的容量的总和，在写入时，要向每个硬盘或分区同时写入数据。
在硬RAID中，RAID0的成员是以整个硬盘为单位的，把两个硬盘或两个以上的硬盘通过RAID卡绑定成为一个虚拟的磁盘设备，而每个硬盘就是RAID0的成员；
在软RAID0中，RAID0的成员是整个硬盘或分区，容量是加入RAID0的所有成员容量的总和。
在RAID0中每个成员的容量都是相同一致的。
比如我们把/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd三个容量大小为80G的硬盘做成RAID0，这时RAID0设备的容量就是三个硬盘的总和80x3=240G。
当然我们也可以，在写入数据时，系统要向每个硬盘同时写入数据，是以条块的形式写入。
比如我们存一份数据linuxsir.tar.gz到RAID0的设备中，这份数据是分拆成若干份被分散的写入到RAID0中的每个成员中。
只有RAID0中的每个成员正常运行，并且RAID0也正常运行的情况下，这份数据才是完整的。
RAID0中任何一个成员（硬盘分区）有有问题时，RAID0便不能运行，同时数据也不是完整的；
RAID0在读写速度上是比较快的，是普通不做RAID的两倍左右（注：
实际速度和机器的硬件配置有关），所以RAID0常被用于对存储效率要求较高，但对数据安全性要求不高的应用解决方案中；
安全性：
RAID0中有任何一个成员出现故障，整个RAID0就不能被激活。
数据不能保障；
1.22什么是软RAID1及特点；
RAID1就是把若干相同容量的硬盘或分区，成员与成员之间是镜像关系。
在容量上，RAID1设备是单个成员的容量。
比如两个80G的硬盘做成RAID1,这个RAID1的设备容量仍是80G。
比如我们写入一个份数据linuxsir.tar.bz2到RAID1设备时，其实是向RAID的每个成员都写了一份。
比如RAID1设备下有两个成员/dev/sdb和/dev/sdc，我们写入linuxsir.tar.bz2到RAID1时，/dev/sdb和/dev/sdc都有一份完整的linuxsir.tar.bz2。
所以RAID1是冗余的阵列，一般被用于安全性要求比较高的应用中。
因为RAID1在由于镜像冗余，所以磁盘利用效率并不高，或者说是“浪费”。
这种方案相对来说性价比并不高，一般很少应用。
数据读写效率要比RAID0慢。
安全性：
RAID1中只要有一个成员是健康的，RAID1完全可以激活，而且数据绝对是完整安全的。
如果所有的成员有故障，RAID1也就报废了。
哈哈，这不是废话吗？
1.23什么是软RAID5及特点；
软RAID5也是冗余安全的，RAID5是把至少三个硬盘或分区通过软件虚拟成为一个大的存储设备。
在容量上是（n-1）x单个硬盘（分区）容量，比如我们用三块80G硬盘做成RAID5,容量就是两块容量的和160G。
在写入上，数据被分拆成若干份，分别向RAID5的每个成员下写入。
比如把linuxsir.tar.bz2写入RAID5时，要先把linuxsir.tar.bz2分拆成若干份，分别写入RAID5成员中。
因为涉及到冗余，所以数据在读入速度上并不是很快，没办法和RAID0相比，但RAID5的写入数据速度没有RAID1和RAID0快，也没有不做RAID的磁盘写入速度要快；
因为RAID5在容量损失比较小，有冗余安全保障，另外写入速度比较快，从整体上来看，性价比比较高，所以被大范围内采用；
安全性：
当RAID5中的成员中有一个发生故障时，RAID5一样能启动和正常运行，只要n-1（注n>3）块硬盘或分区的不出故障，RAID5上的数据就是安全，对于一个文件存到RAID5设备中，只有成员是n-1（注n>3）无故障时，这份文件才是完整的。
比如RAID5有四个硬盘（或分区）做的，当一个硬盘或分区挂掉了，并不影响整个RAID5上数据的完整性和安全性。
1.24什么是软RAID10及特点；
软RAID10也是冗余安全阵列，是RAID0+1的集成，RAID10是把至少四个硬盘或分区通过软件虚拟成为一个大的存储设备。
在容量是：
n/2x单个硬盘（分区）容量，比如我们用四块80G硬盘做成RAID5,容量就是两块容量的和4/2x80=160G。
做RAID10所需要的硬盘或分区个数是偶数的。
RAID10,有RAID1的镜像特点，还有RAID0的速度。
可以这么理解RAID10,比如有四个硬盘做成的RAID10,过程是先把每两个硬盘做成RAID1,然后再两个RAID1的基础上再做成RAID0。
从理论上来说，RAID10应该继承RAID0的速度和RAID1的冗余安全。
但经过我在软RAID0、RAID1、RAID5、RAID10的测试过程中发现RAID10的写入速度是最慢的，测试方法是用超过1G的大文件几盘复制。
结果发现速度由高低的顺序是：
RAID0>不做RAID>RAID1>RAID5>RAID10
2在Linux中，软RAID的创建和管理；
在Linux中，软RAID是通mdadm来创建和管理的，mdadm是一个专用创建和管理RAID的软件，在Linux中，大多发行版本已经默认安装，mdadm能创建任何级别的软RAID；
在本节中，RAID创建并不是目的，我们还要查看学会RAID的状态，启动、停止RAID。
还要学会使用RAID。
所以RAID的使用应该包括创建、管理和使用。
RAID的使用就是在RAID设备上创建文件系统，然后供存储应用；
流程是：
[RAID创建]->[RAID管理]->[RAID的使用]
|
[RAID的维护]
2.1RAID的创建方法；
创建RAID有两个方法，
第一种方法：
用mdadm通过-C或--create参数来创建RAID。
这种方法，是把RAID信息写到每个RAID成员的superblocks（超级块）中，在每个RAID成员的超级块中，都会记录RAID的级别、成员、RAID的UUID等……这种方法把RAID的信息记录在各个成员的superblocks（超级块）中。
这种方法对于重装系统或系统发生灾难来来说，有利于现有RAID的恢复；这种方法是最常用的；
第二种方法：
用mdadm通过-B或--build参数来创建RAID。
这种方法并不把RAID的信息写入RAID成员的superblocks（超级块中），所以我们无法通过查看RAID成员信息来获得RAID的级别，以及RAID的成员等；这种方法对于重装系统或系统发生灾难来来说，不利于现有RAID的恢复；如果你想用第二种方法来创建RAID，可以在下面的语法中，把-C或--create换成-B或--build。
语法：
创建把RAID信息写入RAID每个成员的superblocks（超级块）中；
mdadm-C -v /dev/mdX -lY -nZ RAID成员
或
mdadm --create --verbose /dev/mdX --level=Y --RAID-devices=Z RAID成员
注：
-C是--create的缩写，表示创建的意思；这种方法是创建把RAID信息写入每个RAID成员superblocks（超级块）的方法。
这是最常用的方法。
-v和--verbose，显示创建过程中详细的事件；
如果把-C或--create换成-B或--build，就是创建RAID的另一种方法，不把RAID信息写入RAID成员的superblocks（超级块）中，如果您试用，请自己尝试；
RAID设备：
/dev/mdX,RAID设备在Linux中，大多是/dev/md0，/dev/md1……第一个设备从/dev/md0开始。
比如你已经有RAID0设备是/dev/md0，你再想做一个RAID5，那就是/dev/md1，以此类推；
RAID级别：
用-lY或--level=Y表示，Y是RAID的级别。
RAID的级别有RAID0就用0表示，RAID1就用1表示，RAID5就用RAID5表示，RAID10就用10表示。
RAID的级别是根据自己的使用方向和现有磁盘和分区个数来定位。
如果你就想高速读写、大容量，对数据安全性要求不高，那就用RAID0，如果对数据要求较高，可以用RAID1或RAID5，再者就是RAID10。
比如-l0或--level=0表示RAID0，-l5或--level=5表示RAID5,-l1或--level=1表示RAID1，-l10或--level=10表示RAID10；
-nZ或--RAID-devices=Z表示RAID成员的个数，比如我们把三个硬盘分分区做成一个RAID，那就是3个设备。
就要写成这样-n3或--RAID-devices=3；值得注意的是RAID0和RAID1至少需要两个设置，RAID5至少需要三个设备，RAID10至少四个设备；
RAID成员：
也就是RAID的组成设备，要一个一个的列出来，每个设备后要用空格来隔开；比如我们把/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd三个硬盘做成RAID0，在RAID设备这块，我们要写成/dev/sdb/dev/sdc/dev/sdd；软件RAID的成员还可以是分区，比如/dev/sdb1、/dev/sdc1……
举例一：
我们要做一个RAID0,成员是/dev/sdb、/dev/sdc两个硬盘设备。
我们要运行如下命令；
mdadm -C --verbose /dev/md0-l0-n2/dev/sdb/dev/sdc
或
mdadm-C --verbose /dev/md0 --level=0 --RAID-devices=2 /dev/sdb/dev/sdc
如果我们想把/dev/sdb1、/dev/sdc1和/dev/sdd1三个分区做成RAID0呢？
mdadm -C -v /dev/md0-l0-n3/dev/sd[bcd]1
或
mdadm-C --verbose /dev/md0 --level=0 --RAID-devices=3 /dev/sdb1/dev/sdc1 /dev/sdd1
举例二：
我们要做一个RAID5，成员是/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd三个设备，我们要运行如下命令；
mdadm -C -v /dev/md0-l5-n3/dev/sd[bcd]
或
mdadm-C --verbose /dev/md0 --level=5 --RAID-devices=3 /dev/sdb/dev/sdc /dev/sdd
如果我们想把/dev/sdb1、/dev/sdc1和/dev/sdd1三个分区做成RAID5呢？
mdadm -C -v /dev/md0-l5-n3/dev/sd[bcd]1
或
mdadm-C --verbose /dev/md0 --level=5 --RAID-devices=3 /dev/sdb1/dev/sdc1 /dev/sdd1
创建完成后，RAID也就立即启动了。
我们会发现有类似如下一行的提示信息：
mdadm:
array/dev/md0started.
我们要可以通过下面的命令来查看RAID的信息；
mdadm-Ds/dev/md0
mdadm-D/dev/md0
2.2RAID管理工具；
RAID的管理包括创建、启动、状态查看等一系列工具；我们只说常用的使用方法；
2.21RAID的启动方法；
RAID的启动有两种方法，一种是指定RAID设备和RAID成员的办法来启动RAID，另一种办法是通过加载RAID默认的配置文件来启动。
第一种方法：
不通过读取mdadm.conf来启动RAID；适用情况是你没有配置/etc/mdadm.conf文件；
语法：
mdadm-ARAID设备 RAID成员
注：
-A同--assemble，意思是激活一个已经存在的RAID；
RAID设备，就是/dev/md0或/dev/md1……根据你所创建的RAID设备为准；
RAID成员，就是你要启动的RAID，其下属设备有哪些，要一个一个的列出来，中间以空格分开；
举例：
比如我要启动一个RAID，设备是/dev/md0，其下有成员是/dev/sdb和/dev/sdc；所以我要用下面的办法；
[root@linuxsir:
~]mdadm -A/dev/md0 /dev/sdb/dev/sdc
注：
这种情况，是没有配置RAID的配置文件/etc/mdadm.conf时，所使用的启动方法；如果您已经配置好了/etc/mdadm.conf文件，就可以用mdadm-As来启动；
第二种方法：
利用配置好的/etc/mdadm.conf来启动RAID；
mdadm-ARAID设备
或
mdadm-As
注：
这种启动方法的前提是要配置/etc/mdadm.conf文件，要把您系统中所有的RAID，都写入这个文件，然后就可以简单的用这个命令来启动了；
-A同--assemble，意思是激活一个已经存在的RAID；
RAID设备，就是/dev/md0或/dev/md1……根据你所创建的RAID设备为准；
举例：
[root@linuxsir:
~]mdadm -A/dev/md0
[root@linuxsir:
~]mdadm-As
注：
比如我配置好/etc/mdadm.conf后，启动RAID设备/dev/md0，就用上面的办法。
具体mdadm.conf的写法，请参见RAID的配置文件一节；
2.22RAID管理工具一些常用参数说明；
mdadm参数 [RAID设备] [RAID成员]
-A或 --assemble 激活一个RAID；
-S和--stop 停止正在运行的设备；
-s或--scan 扫描RAID设备;
-D或--detail查看RAID的详细信息;
--examine 查看RAID成员的详细信息；
注：
其中[]中的选项是可选的。
举例：
[root@linuxsir:
~]#mdadm-As
[root@linuxsir:
~]#mdadm-Ss
[root@linuxsir:
~]#mdadm-Ds
[root@linuxsir:
~]#mdadm--examine/dev/sdb
注：
上面的些标例，都是在配置好/etc/mdadm.conf的情况下，运行的，如果您没配置好mdadm.conf文件，请指定RAID设备及其成员；其中，--As是搜索/etc/mdadm.conf，然后根据mdadm.conf配置好的RAID信息来启动RAID。
-Ss是搜索正在运行的RAID，然后停止。
-Ds搜索RAID，查看RAID信息；--examine/dev/sdb是查看其中一块硬盘的RAID信息，这个很有用。
比如你忘记了RAID的成员和UUID，想恢复现有的RAID，就要用这个来查看，然后重新让RAID启动起来。
比如系统有一个RAID，但在/etc/mdadm.conf中没有相应的记录RAID信息。
我不知道这个RAID是哪个类型的，是RAID0，还是RAID1，还是RAID5？
？
到底机器中有几个RAID？
如果您是一个新接手的管理员，应该想知道这些信息。
那就一个一个硬盘，一个一个的分区查看过去。
从中找出系统中所有的RAID。
然后一个一个的恢复。
这时就要用到--examine这个参数了；
[root@linuxsir:
~]#fdisk-l
[root@linuxsir:
~]##mdadm --examine /dev/sdb
/dev/sdb:
Magic:
a92b4efc
Version:
00.90.00
UUID:
35e1a3e6:
ed59c368:
e5bc9166:
5004fe52
CreationTime:
WedAug 107:
11:
432007
RAIDLevel:
RAID0
UsedDevSize:
0
RAIDDevices:
2
TotalDevices:
2
PreferredMinor:
0
UpdateTime:
ThuAug 207:
43:
302007
State:
active
ActiveDevices:
2
WorkingDevices:
2
FailedDevices:
0
SpareDevices:
0
Checksum:
8f8a235e-correct
Events:
0.29
ChunkSize:
64K
Number Major Minor RAIDDeviceState
this 0 8 16 0 activesync /dev/sdb
0 0 8 16 0 activesync /dev/sdb
1 1 8 32 1 activesync /dev/sdc
注：
首先：
我们用fdisk-l查看一下机器中所有硬盘和分区，如果不能完全列出，请指定具体硬盘。
其次：
我们查看一下某个硬盘或分区上是否有RAID信息，比如我查看的是/dev/sdb，结果显示出，/dev/sdb是RAID0设备的一个成员，/dev/sdb和/dev/sdc共同组成的RAID0；
得到这些信息有何用呢？
我们就可以激活RAID，或重写/etc/mdadm.conf，让RAID重新运行起来。
在此过程中，千万不要用-C或--create参数来重新创建RAID，否则你以前存在的RAID就被破坏，里面的数据当然也会一无所有！
！
！
切记。
在一个有数据的RAID中，不能随便用-C参数。
如果用了-C或--create就是创建一个新的RAID设备！
2.3RAID的配置文件；
RAID并不是一定要配置文件，但有配置文件，会方便管理，比如RAID最精简的方法执行、状态查看…………也需要RAID的配置文件。
如果不没有配置文件，还要指定RAID成员；
RAID的配置文件是mdadm.conf位于/etc目录，如果你没有这个文件，可以自己创建一个；当我们做好RAID后，首先要配置这个文件；把你所有的RAID配置信息都写入这个文件。
我们可以自己手工编写。
参照mdadm.conf配置文件的示例就比较方便。
你也可以用下面的办法，要先做好/etc/mdamd.conf的备份；
[root@linuxsir~]mv /etc/mdadm.conf/etc/mdadm.conf.bak
第一步：
搜索RAID；
搜索RAID是以激活RAID为前掉条件，否则下面的命令不会有什么作用；请参见激活RAID的办法；
语法：
mdadm-Ds
注：
其中-D表示--detail，-s表示--scan，两者结合起来就-Ds；
提示：
运行查询RAID的时，要首先激活RAID；
举例：
[root@linuxsir~]mdadm-Ds
ARRAY/dev/md0level=RAID0num-devices=2UUID=35e1a3e6:
ed59c368:
e5bc9166:
5004fe52
第二步：
查询RAID的详细信息；主要是查看RAID的成员有哪些；
语法：
mdadm-DRAID设备
举例：
下面查询已经启动了的RAID设备/dev/md0的详细信息；
[root@linuxsir~]mdadm-D /dev/md0
/dev/md0:
Version:
00.90.03
CreationTime:
WedAug 107:
11:
432007
RAIDLevel:
RAID0
ArraySize:
156249856（149.01GiB160.00GB）
RAIDDevices
升级会员 