Linux学习笔记之RAID笔记

RAID:
    Redundant Arrays of Inexpensive Disks
                        Independent

    Berkeley: A case for Redundent Arrays of Inexpensive Disks RAID

        提高IO能力：
            磁盘并行读写；
        提高耐用性；
            磁盘冗余来实现

        级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同；
        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
            Software RAID：

    级别：level
        RAID-0：0, 条带卷，strip;
        RAID-1: 1, 镜像卷，mirror;
        RAID-2
        ..
        RAID-5：
        RAID-6
        RAID10
        RAID01

        RAID-0: 以条带形式将数据均匀分布在阵列的各个磁盘上；
            读、写性能提升；
            可用空间：N*min(S1,S2,...)
            无容错能力
            最少磁盘数：2, 2+
            适用领域：视频生成和编辑、图形编辑，其它需要大的传输带宽的操作；

        RAID-1：以镜像为冗余方式，对虚拟磁盘上的数据做多份拷贝，放在成员磁盘上
            读性能提升、写性能略有下降；
            可用空间：1*min(S1,S2,...)
            有冗余能力
            最少磁盘数：2, 2+
            适用领域：财务、金融等高可用、高安全的数据存储环境

        RAID-4：数据交叉存储在2块硬盘中，再由第3块硬盘存储数据的校验码；
            1101, 0110, 1011

        RAID-5：采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上；
            读、写性能提升
            可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)
            有容错能力：1块磁盘
            最少磁盘数：3, 3+
            适用领域：文件服务器、email服务器、web服务器等环境，数据库应用
        RAID-6：用2块盘做校验盘，校验码存两次；
            读、写性能提升
            可用空间：(N-2)*min(S1,S2,...)
            有容错能力：2块磁盘
            最少磁盘数：4, 4+

        混合类型
            RAID-10：结合RAID1和RAID0，先镜像，再条带化；
                读、写性能提升
                可用空间：N*min(S1,S2,...)/2
                有容错能力：每组镜像最多只能坏一块；
                磁盘数：2n(n>=2)
                优点：读性能很高，写性能比较好，数据安全性好，允许同时有N个磁盘失效；
                缺点：利用率只有50%，开销大；
                适用领域：多用于要求高可用性和高安全性的数据库应用；
            RAID-01:先分成两组做成RAID-0，再把组成的RAID-0做成RAID-1；不符合常用方法，每一组有一块坏的硬盘可能性大；

            RAID-50、RAID7
                适用领域：大型数据库服务器、应用服务器、文件服务器等应用；
            JBOD：Just a Bunch Of Disks
                功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用；
                可用空间：sum(S1+S2+,...)

        常用级别：
                RAID-0 性能最好
                RAID-1 冗余度最高,开销高
                RAID-5
                RAID-10 开销高
                RAID-50
                JBOD

        实现方式：
            硬件实现方式
            软件实现方式

            CentOS 6上的软件RAID的实现：
                结合内核中的md(multi devices)

                mdadm：模式化的工具
                    命令的语法格式：mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>
                        支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10;

                    模式：
                        创建：-C
                        装配: -A
                        监控: -F
                        管理：-f, -r, -a

                    <raiddevice>: /dev/md#
                    <component-devices>: 任意块设备

                    -C: 创建模式
                        -n #: 使用#个块设备来创建此RAID；
                        -l #：指明要创建的RAID的级别；
                        -a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；
                        -c CHUNK_SIZE: 指明块大小；(默认512k)
                        -x #: 指明空闲盘的个数；

                        例如：创建一个#G可用空间的RAID5；
                            [root@study ~]# mdadm -C /dev/md0 -n 3 -x 1 -a yes -l 5 /dev/sdb{5,6,7,8}
                            [root@study ~]# mke2fs -t ext4 /dev/md0
                            [root@study /]# mount /dev/md0 /mydata
                            [root@study /]# mdadm -D /dev/md0

                    -D：显示raid的详细信息；
                        mdadm -D /dev/md#

                    管理模式：
                        -f: 标记指定磁盘为损坏；
                        -a: 添加磁盘
                        -r: 移除磁盘

                    观察md的状态：
                        cat /proc/mdstat

                    -S: 停止md设备
                        mdadm -S /dev/md#

                watch命令：
                    -n #: 刷新间隔，单位是秒；

                    watch -n# 'COMMAND'

        练习1：创建一个可用空间为10G的RAID1设备，要求其chunk大小为128k，文件系统为ext4，有一个空闲盘，开机可自动挂载至/backup目录；
        练习2：创建一个可用空间为10G的RAID10设备，要求其chunk大小为256k，文件系统为ext4，开机可自动挂载至/mydata目录；