Linux系统中有关磁盘冗余阵列RAID的详细介绍

简介：Linux系统（这里介绍的是CentOS7系统）使用mdadm软件创建独立磁盘冗余阵列RAID。而所谓的RAID，是 Redundant Array of Independent Disks的简写，意为独立磁盘冗余阵列，简称磁盘阵列。基本思想是通过将多个硬盘设备组合成一个容量更大、安全性更好的磁盘阵列，并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理硬盘设备上，然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能，同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理硬盘设备上，从而起到了非常好的数据冗余备份效果。

常用的几种RAID模式有RAID0、RAID1、RAID5和RAID10等几种模式。

本文主要介绍在RAID的磁盘阵列模式并在Linux系统使用的方法。详细内容请参考下文。

一、登录Linux系统

1.登录系统

2.查看磁盘状况

执行指令# lsblk查看磁盘状况

二、磁盘阵列RAID

1.磁盘阵列的软硬之分

RAID分为软件磁盘阵列（软RAID）、硬件磁盘阵列（硬RAID）和硬件辅助磁盘阵列（半软、半硬）三种类型。

(1) 硬RAID：全部通过用硬件来实现RAID功能就是硬RAID，比如各种RAID卡，还有主板集成的RAID芯片都是硬RAID。

硬RAID全面具备了自己的RAID控制/处理与I/O处理芯片功能，甚至还有队列缓冲（Array Buffer），对CPU的占用率很低，其整体性能非常突出。

(2) 软RAID：主要通过操作系统来完成RAID功能的就是软RAID，比如在Linux操作系统下用3块硬盘做RAID5，也就是不使用RAID控制器与I/O芯片，直接通过软件层实现的RAID，所有功能都是操作系统与CPU来完成，这种RAID模式的效率比较低。

(3) 半软半硬RAID：与硬RAID和软RAID相比，半软半硬RAID也需要一张RAID卡及其驱动程序，不过缺乏自己的I/O处理芯片，所以这方面的工作仍要由CPU与驱动程序来完成，半软半硬RAID所采用的RAID控制/处理芯片的能力一般都比较弱，不能支持高的RAID等级。但有个有时就是比较容易迁移到其他电脑。

2.几种常见的RAID模式

(1)RAID0

备注：RAID0是将多块物理硬盘设备（至少两块）通过硬件或软件的方式串联在一起，组成一个大的卷组，并将数据依次写入各个物理硬盘中。这样一来，在最理想的状态下，硬盘设备的读写性能会提升数倍，但是若任意一块硬盘发生故障，将导致整个系统的数据都受到破坏。通俗来说，RAID 0 技术能够有效地提升硬盘数据的吞吐速度，但是不具备数据误修复能力。

(2)RAID1

备注：RAID 也成为镜像，需要两块及以上偶数的硬盘两两组成一块逻辑硬盘，其中一块盘是主盘，一块盘为备盘，理论上读取的速度为硬盘数量的倍数，但是写性能会降低，因为在写入数据时需要将一份数据复制成两份，分别存于主盘和备盘，但是冗余性能会大大提升，理论桑坏盘数量可以达到整体磁盘数量的一半而不会影响数据完整。

(3)RAID5

备注：RAID5阵列模式是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。RAID5磁盘阵列中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中，而是存储到除自身以外的其他每一块硬盘设备上。其优点就是，其中任何一设备损坏后都可以依赖其它几块设备重建丢失的这块硬盘数据。

三、MDADM软件使用介绍

1.mdadm软RAID

说明：mdadm是linux下用于创建和管理软件RAID的工具软件，是一个模式化命令。

2.mdadm使用介绍

执行指令# mdadm --help-option查看使用帮助

备注：MDADM的选项：-C创建RAID磁盘阵列。其专用选项：

-l 级别

-n 设备个数

-a {yes|no} 自动为其创建设备文件

-c 指定数据块大小（chunk）

-x 指定空闲盘（热备磁盘）个数，空闲盘（热备磁盘）能在工作盘损坏后自动顶替

注意：创建阵列时，阵列所需磁盘数为-n参数和-x参数的个数。

(1)使用mdadm创建RAID0

首先执行指令# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdb{1,2}

备注：上述指令只要是在/dev/md0目录下将sdb1与sdb2两块磁盘创建为RAID级别为0，磁盘数为2的RAID0阵列。需要注意的是用于创建raid的磁盘分区类型必须为fd格式。

通过fdisk进行磁盘分区，输入“l”可以查看磁盘分区格式如下：

然后执行# fdisk /dev/sdb 然后选择t参数，输入Hex分区代码为df即可修改sdb的分区类型。

然后执行指令# mdadm -D /dev/md0 查看RAID0的详细信息

最后执行指令# mkfs.xfs /dev/md0 对分区进行格式化，这样就可以使用mount /dev/md0 /raid0_disk/命令挂载使用了。

(2)使用mdadm创建RAID1

执行指令# mdadm -C /dev/md1 -a yes -n 2 -l 1 /dev/sdb{3,4}

备注：上述指令主要作用是在/dev/md1目录下将sdb3与sdb4两块磁盘创建为RAID级别为1，磁盘数为2的RAID1磁盘阵列并将sdb4作为备用磁盘。其他的操作步骤与创建RAID0的步骤一样。

(3)使用mdadm创建RAID5

执行指令# mdadm -Cv /dev/md5 -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sdb｛5,6,7,8｝ 四块磁盘创建RAID5模式。

备注：上述指令中加了-x 1这个参数，表示有一块是备份盘。通过指令mdadm -D /dev/md5可以查看组建后的RAID5情况。然后执行指令mkfs.ext4 /dev/md5进行分区格式化，最后通过mount命令挂载磁盘就可以正常使用。

3.取消RAID

(1)一般情况下，如果已经创建开机启动，就需要删除/etc/fstab删除相关的RAID挂载内容；

(2)然后执行指令# umount /dev/md0取消磁盘挂载；

(3)最后停止磁盘阵列

执行指令# mdadm -S /dev/md0停止RAID磁盘阵列

备注：停止磁盘阵列之后，再执行lsblk命令会发现/dev/md0设备已经消失。