linux杂谈（七）:磁盘阵列（RAID）

   RAID为（Redundant Array of Inexpensive Disks），RAID技术将一个个单独的磁盘以不同的组合方式形成
一个逻辑硬盘，从而提高了磁盘读取的性能和数据的安全性。不同的组合方式用RAID级别来标识。
RAID技术经过不断的发展，现在已拥有了从  到 5等6种明确的RAID 级别。
另外，其他还有6、7、10（与的组合）、01（与的组合）、30（与RAID 0的组合）、
50（RAID 0与的组合）等。
不同RAID 级别代表着不同的存储性能、性和，下面将介绍如下RAID级别：0、1、2、3、4、5、6、01、10。

RAID0
RAID0也称为条带化（stripe），将数据分成一定的大小顺序的写道阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，
可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。
且磁盘空间的存储效率最大（100％）RAID0有一个明显的缺点：不提供保护，一旦数据损坏，将无法恢复。
  成为镜像（mirror），它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50％，
在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有任何影响，RAID0提供了最佳的，一旦工作磁生故障，
系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。

RAID5
RAID5与RAID3的机制相似，但是的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上，这样就不存在并发写操作时的校验盘性能瓶颈。
阵列的磁盘上既有数据，也有信息，和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，
系统可以根据同一带区的其他和对应的校验信息来重构损坏的数据。  提供两级，即阵列中的两个驱动器失败时，
阵列仍然能够继续工作。

一般而言，的实现代价最高，因为不仅要支持数据的恢复，又要支持校验的恢复，
这使RAID 6控制器比其他级R A I D更复杂和更昂贵。
1. RAID 6的校验数据
当对每个执行写操作时， RAID 6做两个独立的校验计算，因此，它能够支持两个磁盘的失败。为了实现这个思想，目前基本上有两个已经接受的方法：
? 使用多种算法，如X O R和某种其他的函数。
? 在不同的数据分条或者磁盘上，使用排列的数据。
2. RAID 6的一维 RAID 6的第一种方法是用两种不同的方法计算校验数据。实现这个思想最容易的方法  是和RAID0的结合，也称为RAID（0+1），先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，有提供了保护，的磁盘空间利用率和RAID1是一样的，为50％。RAID10适用于既有大量的数据需要存储，有对性有严格要求的领域，比如金融，证券等。
RAID01
RAID01也是RAID0和RAID1的结合，但它是对条带化后的数据进行镜像。但与RAID10 不同，一个磁盘的丢失等同于整个镜像条带的丢失，所以一旦镜像盘失败，则成为一个RAID-0 系统（即只有条带化）。RAID01的实际应用非常少。
不同RAID级别对比
在各个raid级别中，使用最广泛的是，raid1，，

上面所介绍的是百度百科的解释，下面来谈谈我对磁盘阵列的理解，可是好处多多的：

（1）提高了存储容量；
（2）其次，多台磁盘驱动器可并行工作，提高了数据传输率；
（3）RAID技术确实提供了比通常的磁盘存储更高的性能指标、数据完整性和数据可用性；
（4）尤其是在当今面临的I/O总是滞后于CPU性能的瓶颈问题越来越突出的情况下，RAID解决方案能够有效地弥补这个缺口。

RAID 1的实现

说的理论再多没有实践也是不行的，今天我们要制作一个软件级别的RAID1类型的磁盘阵列。

（1）因为要体现磁盘之间工作的并发性，我们首先要制作出几个磁盘，注意最关键的是这几个磁盘的大小一定要一样，因为他们的业务逻辑是相同的，只有在大小相同的情况下才能让业务逻辑进行完整的迁移。

制作准备用于构建RAID的设备


我们先制作一个设备（200M大小），然后把该设备的系统ID更改为fd（代表着这个是磁盘阵列）.

然后我们以相同的方法再制作两个磁盘阵列设备


退出保存后，使用partx命令进行一系列的操作

正式构建磁盘阵列

下面的这个命令十分的复杂，但是只要大家记住一下几个参数的意义，要正确的写出构建命令也不是特别困难的事情：

-C     创建磁盘阵列
-l       代表RAID级别是RAID1
-n      有n个设备正在执行业务逻辑
-x      有x个设备作为替补设备更换坏掉的设备
-a      是否自动创建(我们选择的是yes)

了解了上面几个命令后，接下来我们来看看至今最长的一个命令^_^：



然后我们监控磁盘阵列设备：


我们可以看到已经生成了设备md0，要是想要查看磁盘阵列设备md0的详细信息：


我们可以看到设备5、6是正在执行的，而设备7是空闲的，我们现在让设备6挂掉看看会发生什么事情：


显然/dev/vda6已经挂掉了，我们把它从md0设备中删除出去，如果还想再使用/dev/vda6的话，得把它重新添加进来，这是必须的：

不想使用的时候，我们把已经构建的md0关闭掉：

当我们再想使用的时候，可以把它重新打开：

和其他的普通设备一样，/dev/md0设备也是可以格式化后挂载到其他目录上的：


关闭后删除整个设备就不会影响下次/dev/vda{5,6,7}的使用了：


总结：
     软件的磁盘阵列的基本原理就是这样了，但是在一些比较大型的公司中，更愿意使用硬件级别的磁盘阵列，这样的架构会更加的稳定和快速，因为和业务的成本相比，硬件和软件的成本是值得使用者去投资的。
     关于软件磁盘阵列的使用应该还有更深层次的讨论，以后继续。