一、服务器及 RAID 磁盘阵列介绍1. RAID 02. RAID 13. RAID 54. RAID 65. RAID 1+0 二、阵列卡介绍1. 阵列卡接口类型 三. 构建软RAID 磁盘阵列1. 构建磁盘阵列

一、服务器及 RAID 磁盘阵列介绍

RAID 将一组硬盘连结起来，组成一个阵列，以避免单个硬盘损坏而带来的数据损失， 同时亦提供了比单个硬盘高的可用性及容错性。常见的组合方式有：RAID0、RAID1、RAID5、 RAID6、RAID01、RAID10

1. RAID 0

RAID0 俗称“条带”，它将两个或多个硬盘组成一个逻辑硬盘，容量是所有硬盘之和，因为是多个硬盘组合成一个，故可并行写操作，写入速度提高，但此方式硬盘数据没有冗余， 没有容错，一旦一个物理硬盘损坏，则所有数据均丢失。

2. RAID 1

RAID1 俗称“镜像”，它最少由两个硬盘组成，且两个硬盘上存储的数据均相同，以实现数据冗余。RAID1 读操作速度有所提高，写操作理论上与单硬盘速度一样，但由于数据需要同时写入所有硬盘，实际上稍为下降。容错性是所有组合方式里最好的，只要有一块硬盘 正常，则能保持正常工作。但它对硬盘容量的利用率则是最低，只有 50%，因而成本也是最高。RAID1 适合对数据安全性要求非常高的场景，比如存储数据库数据文件之类

3. RAID 5

RAID5 最少由三个硬盘组成，它将数据分散存储于阵列中的每个硬盘，并且还伴有一个数据校验位，数据位与校验位通过算法能相互验证，当丢失其中的一位时，RAID 控制器能通过算法，利用其它两位数据将丢失的数据进行计算还原。因而 RAID5 最多能允许一个硬盘损坏，有容错性。RAID5 相对于其它的组合方式，在容错与成本方面有一个平衡，因而受到大多数使用者的欢迎。

4. RAID 6

RAID6 是在 RAID5 的基础上改良而成的，RAID6 再将数据校验位增加一位，所以允许损坏的硬盘数量也由 RAID5 的一个增加到二个。由于同一阵列中两个硬盘同时损坏的概率非常少，所以，RAID6 用增加一块硬盘的代价，换来了比 RAID5 更高的数据安全性，

5. RAID 1+0

RAID1+0 是先将数据进行镜像操作，然后再对数据进行分组，RAID 1 在这里就是一个冗余的备份阵列，而 RAID 0 则负责数据的读写阵列。至少要四块盘，两块做 raid0,另两块做 raid1，RAID 10 对存储容量的利用率和 RAID 1 一样低，只有 50%.Raid1+0 方案造成了 50%的磁盘浪费，但是它提供了 200%的速度和单磁盘损坏的数据安全性，并且当同时损坏的磁盘不在同一 Raid1 中，就能保证数据安全性、RAID 10 能提供比 RAID 5 更好的性能。这种新结构的可扩充性不好，使用此方案比较昂贵,

二、阵列卡介绍

阵列卡的全称叫磁盘阵列卡是用来做 RAID 的。磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体， 整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。冗余磁盘阵列RAID(Redundant Array of Independent Disks)技术 1987 年由加州大学伯克利分校提出，最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用 （当时 RAID 称为 dundant Array of Inexpensive Disks 廉价的磁盘阵列），同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术。

1. 阵列卡接口类型

接口类型目前主要有几种：IDE 接口、SCSI 接口、SATA 接口和 SAS 接口。

IDE 接口 IDE 的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易， 因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容，对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE 这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。 IDE 代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用 IDE 来称呼最早出现IDE 类型硬盘 ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如 ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA 等接口都属于 IDE 硬盘。此外，由于 IDE 口属于并行接口，因此为了和 SATA 口硬盘相区别，IDE 口硬盘也叫 PATA 口硬盘。SCSI 接口 SCSI 的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是同 IDE 完全不同的接口，IDE 接口是普通 PC 的标准接口，而 SCSI 并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI 接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU 占用率低，以及支持热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如 IDE 硬盘般普及，因此 SCSI 硬盘主要应用于中、高端和高档工作站中。SCSI 硬盘和普通 IDE 硬盘相比有很多优点：接口速度快，并且由于主要用于服务器，因此硬盘本身的性能也比较高，硬盘转速快，缓存容量大，CPU 占用率低，扩展性远优于 IDE 硬盘，并且支持热插拔。SATA 接口 1）使用 SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是目前 PC 硬盘的主流。 2）Serial ATA 采用串行连接方式，串行 ATA 总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。 3）串口硬盘是一种完全不同于并行 ATA 的硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。 4）相对于并行 ATA 来说，就具有非常多的优势。首先，Serial ATA 以连续串行的方式传送数据，一次只会传送 1 位数据。这样能减少 SATA 接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次，Serial ATA 的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0 定义的数据传输率为150MB/s，这比并行 ATA（即 ATA/133）所能达到 133MB/s 的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0 的数据传输率达到 300MB/s，SATA Revision 3.0 可达到 750 MB/s 的最高数据传输率。SAS 接口 SAS 是新一代的 SCSI 技术，和现在流行的 Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS 是并行 SCSI 接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行 ATA (Serial ATA，缩写为 SATA)硬盘的兼容性。 SAS 的接口技术可以向下兼容 SATA。SAS 系统的背板(Backpanel)既可以连接具有双端口、高性能的 SAS 驱动器，也可以连接高容量、低成本的 SATA 驱动器。因为 SAS 驱动器的端口与 SATA 驱动器的端口形状看上去类似，所以 SAS 驱动器和 SATA 驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是，SATA 系统并不兼容 SAS，所以 SAS 驱动器不能连接到 SATA 背板上。由于 SAS 系统的兼容性，IT 人员能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求，因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性，让存储设备发挥最大的投资效益。

串行 SCSI 的特点：

更好的性能简便的线缆连结更好的扩展性

三. 构建软RAID 磁盘阵列

1. 构建磁盘阵列

安装 mdadm 工具 [root@localhost ~]# rpm -qa | grep mdadm mdadm-3.4-14.el7.x86_64 准备用于 RAID 阵列的分区 [root@localhost ~]# fdisk -l //查看已添加的 4 块 SCSI 硬盘 ...... // 省略部分内容 磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 Units = 扇 区 of 1 * 512 = 512 bytes 扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节 I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节 磁盘 /dev/sdc：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 Units = 扇 区 of 1 * 512 = 512 bytes 扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节 I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节 磁盘 /dev/sdd：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 Units = 扇 区 of 1 * 512 = 512 bytes 扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节 I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节 磁盘 /dev/sde：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 Units = 扇 区 of 1 * 512 = 512 bytes 扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节 I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节 [root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb ...... // 省略部分内容 命令(输入 m 获取帮助)：n Partition type: p primary (0 primary, 0 extended, 4 free) e extended Select (default p): p 分区号 (1-4，默认 1)：1 起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)： 将使用默认值 2048 Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：+2G 分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 2 GiB 命令(输入 m 获取帮助)：t 已选择分区 1 Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：fd 已将分区“Linux”的类型更改为“Linux raid autodetect” 命令(输入 m 获取帮助)：p 磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 Units = 扇 区 of 1 * 512 = 512 bytes 扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节磁盘标签类型：dos 磁盘标识符：0x16fb789e 设备 Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 2048 4196351 2097152 fd Linux raid autodetect 命令(输入 m 获取帮助)：w The partition table has been altered! Calling ioctl() to re-read partition table. 正在同步磁盘。 可以执行 fdisk -l | grep '/dev’查看分区结果。 [root@localhost ~]# fdisk -l | grep '/dev' 磁盘 /dev/sdc：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 /dev/sdc1 2048 4196351 2097152 fd Linux raid autodetect 磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 /dev/sdb1 2048 4196351 2097152 fd Linux raid autodetect 磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区 /dev/sda1 * 2048 2099199 1048576 83 Linux /dev/sda2 2099200 167772159 82836480 8e Linux LVM 磁盘 /dev/sde：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 /dev/sde1 2048 4196351 2097152 fd Linux raid autodetect 磁盘 /dev/sdd：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区 /dev/sdd1 2048 4196351 2097152 fd Linux raid autodetect ...... // 省略部分内容 创建 RAID 设备 使用 mdadm 命令创建 RAID，执行以下命令即可创建名称为 md0 的 RAID5。 [root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n4 -l5 /dev/sd[bcde]1 mdadm: layout defaults to left-symmetric mdadm: layout defaults to left-symmetric mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: size set to 2095104K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md0 started. [root@localhost ~]# ls -l /dev/md0 //查看设备文件brw-rw---- 1 root disk 9, 0 11 月 7 14:27 /dev/md0 [root@localhost ~]# cat /proc/mdstat Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] md0 : active raid5 sde1[4] sdd1[2] sdc1[1] sdb1[0] 6285312 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU] unused devices: <none>

相关参数作用

-C：等同于 create，表示新建；-v：显示创建过程中的信息；/dev/md0：创建 RAID5 的名称；-a：–auto，表示通知 mdadm 是否创建设备文件，并分配一个未使用的次设备号， 后面跟 yes 代表如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建；-n：指定使用几块硬盘创建 RAID，n4 表示使用 4 块硬盘创建 RAID；-l：指定 RAID 的级别，l5 表示创建 RAID5；/dev/sd[bcde]1：指定四块磁盘分区。 创建并挂载文件系统 [root@localhost ~]# mkfs -t xfs /dev/md0 ##格式化 meta-data=/dev/md0 isize=512 agcount=8, agsize=196480 blks = sectsz=512 attr=2, projid32bit=1 = crc=1 finobt=0, sparse=0 data = bsize=4096 blocks=1571328, imaxpct=25 = sunit=128 swidth=384 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1 log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2 = sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0 [root@localhost ~]# mkdir /raidme [root@localhost ~]# mount /dev/md0 /raidme/ [root@localhost ~]# df -hT ##查看挂载 文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/mapper/cl-root xfs 50G 4.0G 47G 8% / devtmpfs devtmpfs 473M 0 473M 0% /dev tmpfs tmpfs 489M 144K 489M 1% /dev/shm tmpfs tmpfs 489M 7.2M 482M 2% /run tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /sys/fs/cgroup /dev/sda1 xfs 1014M 173M 842M 18% /boot /dev/mapper/cl-home xfs 27G 33M 27G 1% /home tmpfs tmpfs 98M 16K 98M 1% /run/user/0 /dev/sr0 iso9660 7.8G 7.8G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64 /dev/md0 xfs 6.0G 33M 6.0G 1% /raidme [root@localhost ~]# cp /etc/fstab /etc/fstab.bak [root@localhost ~]# vim /etc/fstab //设置RAID 磁盘开机自动挂载 /dev/md0 /raidme xfs