1.什么是Raid;

RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）稱為廉價(jià)磁盤(pán)冗余陣列。RAID 的基本想法是把多個(gè)便宜的小磁盤(pán)組合到一起，成為一個(gè)磁盤(pán)組，使性能達(dá)到或超過(guò)一個(gè)容量巨大、價(jià)格昂貴的磁盤(pán)。

目前 RAID技術(shù)大致分為兩種：基于硬件的RAID技術(shù)和基于軟件的RAID技術(shù)。其中在Linux下通過(guò)自帶的軟件就能實(shí)現(xiàn)RAID功能，這樣便可省去購(gòu)買昂貴的硬件 RAID 控制器和附件就能極大地增強(qiáng)磁盤(pán)的 IO 性能和可靠性。由于是用軟件去實(shí)現(xiàn)的RAID功能，所以它配置靈活、管理方便。同時(shí)使用軟件RAID，還可以實(shí)現(xiàn)將幾個(gè)物理磁盤(pán)合并成一個(gè)更大的虛擬設(shè)備，從而達(dá)到性能改進(jìn)和數(shù)據(jù)冗余的目的。當(dāng)然基于硬件的RAID解決方案比基于軟件RAID技術(shù)在使用性能和服務(wù)性能上稍勝一籌，具體表現(xiàn)在檢測(cè)和修復(fù)多位錯(cuò)誤的能力、錯(cuò)誤磁盤(pán)自動(dòng)檢測(cè)和陣列重建等方面。

2.RAID級(jí)別介紹;

一般常用的RAID階層，分別是RAID 0、RAID1、RAID 3、RAID 4以及RAID 5，再加上二合一型 RAID 0+1﹝或稱RAID 10﹞。我們先把這些RAID級(jí)別的優(yōu)、缺點(diǎn)做個(gè)比較： 

RAID級(jí)別 相對(duì)優(yōu)點(diǎn) 相對(duì)缺點(diǎn)

RAID 0 存取速度最快 沒(méi)有容錯(cuò)

RAID 1 完全容錯(cuò) 成本高

RAID 3 寫(xiě)入性能最好 沒(méi)有多任務(wù)功能

RAID 4 具備多任務(wù)及容錯(cuò)功能 Parity 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器造成性能瓶頸

RAID 5 具備多任務(wù)及容錯(cuò)功能 寫(xiě)入時(shí)有overhead

RAID 0+1/RAID 10 速度快、完全容錯(cuò) 成本高

2.1 RAID0的特點(diǎn)與應(yīng)用;

也稱為條帶模式（striped），即把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個(gè)磁盤(pán)上存取，如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請(qǐng)求就可以被多個(gè)磁盤(pán)并行的執(zhí)行，每個(gè)磁盤(pán)執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)請(qǐng)求。這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤(pán)整體存取性能。因?yàn)樽x取和寫(xiě)入是在設(shè)備上并行完成的，讀取和寫(xiě)入性能將會(huì)增加，這通常是運(yùn)行 RAID 0 的主要原因。但RAID 0沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余，如果驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，那么將無(wú)法恢復(fù)任何數(shù)據(jù)。

2.2 RAID 1 的特點(diǎn)與應(yīng)用;

RAID 1又稱為鏡像（Mirroring），一個(gè)具有全冗余的模式，如圖所示。RAID 1可以用于兩個(gè)或2xN個(gè)磁盤(pán)，并使用0塊或更多的備用磁盤(pán)，每次寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)同時(shí)寫(xiě)入鏡像盤(pán)。這種陣列可靠性很高，但其有效容量減小到總?cè)萘康囊话�，同時(shí)這些磁盤(pán)的大小應(yīng)該相等，否則總?cè)萘恐痪哂凶钚〈疟P(pán)的大小。

2.3 RAID 3特點(diǎn)與應(yīng)用;

RAID 3 是將數(shù)據(jù)先做XOR 運(yùn)算，產(chǎn)生Parity Data后，在將數(shù)據(jù)和Parity Data 以并行存取模式寫(xiě)入成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，因此具備并行存取模式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，RAID 3每一筆數(shù)據(jù)傳輸，都更新整個(gè)Stripe﹝即每一個(gè)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相對(duì)位置的數(shù)據(jù)都一起更新﹞，因此不會(huì)發(fā)生需要把部分磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)有的數(shù)據(jù)讀出來(lái)，與新數(shù)據(jù)作XOR運(yùn)算，再寫(xiě)入的情況發(fā)生﹝這個(gè)情況在 RAID 4和RAID 5會(huì)發(fā)生，一般稱之為Read、Modify、Write Process，我們姑且譯為為讀、改、寫(xiě)過(guò)程﹞。因此，在所有 RAID級(jí)別中，RAID 3的寫(xiě)入性能是最好的。

RAID 3的 Parity Data 一般都是存放在一個(gè)專屬的Parity Disk，但是由于每筆數(shù)據(jù)都更新整個(gè)Stripe，因此，RAID 3的 Parity Disk 并不會(huì)如RAID 4的 Parity Disk，會(huì)造成存取的瓶頸。

RAID 3的并行存取模式，需要RAID 控制器特別功能的支持，才能達(dá)到磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器同步控制，而且上述寫(xiě)入性能的優(yōu)點(diǎn)，以目前的Caching 技術(shù)，都可以將之取代，因此一般認(rèn)為RAID 3的應(yīng)用，將逐漸淡出市場(chǎng)。

RAID 3 以其優(yōu)越的寫(xiě)入性能，特別適合用在大型、連續(xù)性檔案寫(xiě)入為主的應(yīng)用，例如繪圖、影像、視訊編輯、多媒體、數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)擷取等等。

2.4 RAID 4特點(diǎn)與應(yīng)用;

創(chuàng)建RAID 4需要三塊或更多的磁盤(pán)，它在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器上保存校驗(yàn)信息，并以RAID 0方式將數(shù)據(jù)寫(xiě)入其它磁盤(pán)，如圖所示。因?yàn)橐粔K磁盤(pán)是為校驗(yàn)信息保留的，所以陣列的大小是（N－l）*S，其中S是陣列中最小驅(qū)動(dòng)器的大小。就像在 RAID 1中那樣，磁盤(pán)的大小應(yīng)該相等。

如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，那么可以使用校驗(yàn)信息來(lái)重建所有數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，那么所有數(shù)據(jù)都將丟失。不經(jīng)常使用這個(gè)級(jí)別的原因是校驗(yàn)信息存儲(chǔ)在一個(gè)驅(qū)動(dòng)器上。每次寫(xiě)入其它磁盤(pán)時(shí)，都必須更新這些信息。因此，在大量寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)很容易造成校驗(yàn)磁盤(pán)的瓶頸，所以目前這個(gè)級(jí)別的RAID很少使用了。

RAID 4 是采取獨(dú)立存取模式，同時(shí)以單一專屬的Parity Disk 來(lái)存放Parity Data。RAID 4的每一筆傳輸﹝Strip﹞資料較長(zhǎng)，而且可以執(zhí)行Overlapped I/O，因此其讀取的性能很好。

但是由于使用單一專屬的Parity Disk 來(lái)存放Parity Data，因此在寫(xiě)入時(shí)，就會(huì)造成很大的瓶頸。因此，RAID 4并沒(méi)有被廣泛地應(yīng)用。

2.5 RAID 5特點(diǎn)與應(yīng)用;

在希望結(jié)合大量物理磁盤(pán)并且仍然保留一些冗余時(shí)，RAID 5 可能是最有用的 RAID 模式。RAID 5可以用在三塊或更多的磁盤(pán)上，并使用0塊或更多的備用磁盤(pán)。就像 RAID 4一樣，得到的 RAID5 設(shè)備的大小是（N－1）*S。

RAID5 與 RAID4 之間最大的區(qū)別就是校驗(yàn)信息均勻分布在各個(gè)驅(qū)動(dòng)器上，如圖4所示，這樣就避免了RAID 4中出現(xiàn)的瓶頸問(wèn)題。如果其中一塊磁盤(pán)出現(xiàn)故障，那么由于有校驗(yàn)信息，所以所有數(shù)據(jù)仍然可以保持不變。如果可以使用備用磁盤(pán)，那么在設(shè)備出現(xiàn)故障之后，將立即開(kāi)始同步數(shù)據(jù)。如果兩塊磁盤(pán)同時(shí)出現(xiàn)故障，那么所有數(shù)據(jù)都會(huì)丟失。RAID5 可以經(jīng)受一塊磁盤(pán)故障，但不能經(jīng)受兩塊或多塊磁盤(pán)故障。

RAID 5也是采取獨(dú)立存取模式，但是其Parity Data 則是分散寫(xiě)入到各個(gè)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，因此，除了具備Overlapped I/O 多任務(wù)性能之外，同時(shí)也脫離如RAID 4單一專屬Parity Disk的寫(xiě)入瓶頸。但是，RAI?D 5在座資料寫(xiě)入時(shí)，仍然稍微受到"讀、改、寫(xiě)過(guò)程"的拖累。

由于RAID 5 可以執(zhí)行Overlapped I/O 多任務(wù)，因此當(dāng)RAID 5的成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器數(shù)目越多，其性能也就越高，因?yàn)橐粋�(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器再一個(gè)時(shí)間只能執(zhí)行一個(gè) Thread，所以磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器越多，可以O(shè)verlapped 的Thread 就越多，當(dāng)然性能就越高。但是反過(guò)來(lái)說(shuō)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器越多，數(shù)組中可能有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器故障的機(jī)率就越高，整個(gè)數(shù)組的可靠度，或MTDL (Mean Time to Data Loss) 就會(huì)降低。

由于RAID 5將Parity Data 分散存在各個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，因此很符合XOR技術(shù)的特性。例如，當(dāng)同時(shí)有好幾個(gè)寫(xiě)入要求發(fā)生時(shí)，這些要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)以及Parity Data 可能都分散在不同的成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，因此RAID 控制器可以充分利用Overlapped I/O，同時(shí)讓好幾個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器分別作存取工作，如此，數(shù)組的整體性能就會(huì)提高很多。

基本上來(lái)說(shuō)，多人多任務(wù)的環(huán)境，存取頻繁，數(shù)據(jù)量不是很大的應(yīng)用，都適合選用RAID 5 架構(gòu)，例如企業(yè)檔案服務(wù)器、WEB 服務(wù)器、在線交易系統(tǒng)、電子商務(wù)等應(yīng)用，都是數(shù)據(jù)量小，存取頻繁的應(yīng)用。

2.6 RAID 0+1﹝RAID 10﹞的特點(diǎn)與應(yīng)用；

RAID 0+1/RAID 10，綜合了RAID 0 和 RAID 1的優(yōu)點(diǎn)，適合用在速度需求高，又要完全容錯(cuò)，當(dāng)然經(jīng)費(fèi)也很多的應(yīng)用。 RAID 0和RAID 1的原理很簡(jiǎn)單，合起來(lái)之后還是很簡(jiǎn)單，我們不打算詳細(xì)介紹，倒是要談?wù)�，RAID 0+1到底應(yīng)該是 RAID 0 over RAID 1，還是RAID 1 over RAID 0，也就是說(shuō)，是把多個(gè)RAID 1 做成RAID 0，還是把多個(gè) RAID 0 做成RAID 1？

RAID 0 over RAID 1

假設(shè)我們有四臺(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，每?jī)膳_(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器先做成RAID 1，再把兩個(gè)RAID 1做成RAID 0，這就是RAID 0 over RAID 1：

(RAID 1) A = Drive A1 + Drive A2 (Mirrored)

(RAID 1) B = Drive B1 + Drive B2 (Mirrored)

RAID 0 = (RAID 1) A + (RAID 1) B (Striped)

RAID 1 over RAID 0

假設(shè)我們有四臺(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，每?jī)膳_(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器先做成RAID 0，再把兩個(gè)RAID 0做成RAID 1，這就是RAID 1 over RAID 0：

(RAID 0) A = Drive A1 + Drive A2 (Striped)

(RAID 0) B = Drive B1 + Drive B2 (Striped)

RAID 1 = (RAID 1) A + (RAID 1) B (Mirrored)

在這種架構(gòu)之下，如果 (RAID 0) A有一臺(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器故障，(RAID 0) A就算毀了，當(dāng)然RAID 1仍然可以正常工作；如果這時(shí) (RAID 0) B也有一臺(tái)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器故障，(RAID 0) B也就算毀了，此時(shí)RAID 1的兩磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器都算故障，整個(gè)RAID 1資料就毀了。

因此，RAID 0 OVER RAID 1應(yīng)該比RAID 1 OVER RAID 0具備比較高的可靠度。所以我們建議，當(dāng)采用RAID 0+1/RAID 10架構(gòu)時(shí)，要先作RAID 1，再把數(shù)個(gè)RAID 1做成RAID 0。

3. 怎樣選擇Raid級(jí)別;

RAID 012345 到底哪一種適合你，不只是成本問(wèn)題，容錯(cuò)功能和傳輸性能的考慮以及未來(lái)之可擴(kuò)充性都應(yīng)該符合應(yīng)用的需求。

RAID 在市場(chǎng)上的的應(yīng)用，已經(jīng)不是新鮮的事兒了，很多人都大略了解RAID的基本觀念，以及各個(gè)不同RAID LEVEL 的區(qū)分。但是在實(shí)際應(yīng)用 面，我們發(fā)現(xiàn)，有很多使用者對(duì)于選擇一個(gè)合適的RAID LEVEL，仍然無(wú)法很確切的掌握，尤其是對(duì)于RAID 0+1 (10)，RAID 3， RAID 5之間的選擇取舍，更是舉棋不定。

3.1 RAID條切“striped”的存取模式;

在使用數(shù)據(jù)條切﹝Data Stripping﹞ 的RAID 系統(tǒng)之中，對(duì)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取方式，可分為兩種：

并行存取﹝Paralleled Access﹞

獨(dú)立存取﹝Independent Access﹞

RAID 2和RAID 3 是采取并行存取模式。

RAID 0、RAID 4、RAID 5及RAID 6則是采用獨(dú)立存取模式。

3.2 平行存取模式;

并行存取模式支持里，是把所有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的主軸馬達(dá)作精密的控制，使每個(gè)磁盤(pán)的位置都彼此同步，然后對(duì)每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器作一個(gè)很短的I/O數(shù)據(jù)傳送，如此一來(lái)，從主機(jī)來(lái)的每一個(gè)I/O 指令，都平均分布到每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

為了達(dá)到并行存取的功能，RAID 中的每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，都必須具備幾乎完全相同的規(guī)格：轉(zhuǎn)速必須一樣；磁頭搜尋速度﹝Access Time﹞必須相同；Buffer 或Cache的容量和存取速度要一致；CPU處理指令的速度要相同；I/O Channel 的速度也要一樣�？偠�言之，要利用并行存取模式，RAID 中所有的成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，應(yīng)該使用同一廠牌，相同型號(hào)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。

3.2.1 并行存取的基本工作原理;

假設(shè)RAID****有四部相同規(guī)格的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，分別為磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器A、B、C和D，我們?cè)诎褧r(shí)間軸略分為T(mén)0、T1、T2、T3和T4：

T0： RAID控制器將第一筆數(shù)據(jù)傳送到A的Buffer，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器B、C和D的Buffer都是空的，在等待中

T1： RAID控制器將第二筆數(shù)據(jù)傳送到B的Buffer，A開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器C和D的Buffer都是空的，在等待中

T2： RAID控制器將第三筆數(shù)據(jù)傳送到C的Buffer，B開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，A已經(jīng)完成寫(xiě)入動(dòng)作，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器D和A的Buffer都是空的，在等待中

T3： RAID控制器將第四筆數(shù)據(jù)傳送到D的Buffer，C開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，B已經(jīng)完成寫(xiě)入動(dòng)作，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器A和B的Buffer都是空的，在等待中

T4： RAID控制器將第五筆數(shù)據(jù)傳送到A的Buffer，D開(kāi)始把Buffer中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)，C已經(jīng)完成寫(xiě)入動(dòng)作，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器B和C的Buffer都是空的，在等待中 

如此一直循環(huán)，一直到把從主機(jī)來(lái)的這個(gè)I/O 指令處理完畢，RAID控制器才會(huì)受處理下一個(gè)I/O 指令。重點(diǎn)是在任何一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好把數(shù)據(jù)寫(xiě)入扇區(qū)時(shí)，該目的扇區(qū)必須剛剛好轉(zhuǎn)到磁頭下。同時(shí)RAID控制器每依次傳給一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，也必須剛剛好，配合磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速，否則一旦發(fā)生 miss，RAID 性能就大打折扣。

3.2.2 并行存取RAID的最佳應(yīng)用;

并行存取RAID之架構(gòu)，以其精細(xì)的馬達(dá)控制和分布之?dāng)?shù)據(jù)傳輸，將數(shù)組中每一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的性能發(fā)揮到最大，同時(shí)充分利用Storage Bus的頻寬，因此特別適合應(yīng)用在大型、數(shù)據(jù)連續(xù)的檔案存取應(yīng)用，例如：

影像、視訊檔案服務(wù)器

數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)

電子圖書(shū)館

印前或底片輸出檔案服務(wù)器

其它大型且連續(xù)性檔案服務(wù)器

由于并行存取RAID架構(gòu)之特性，RAID 控制器一次只能處理一個(gè)I/O要求，無(wú)法執(zhí)行Overlapping 的多任務(wù)，因此非常不適合應(yīng)用在 I/O次數(shù)頻繁、數(shù)據(jù)隨機(jī)存取、每筆數(shù)據(jù)傳輸量小的環(huán)境。同時(shí)，因?yàn)椴⑿写嫒�無(wú)法執(zhí)行Overlapping 的多任務(wù)，因此沒(méi)有辦法"隱藏"磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器搜尋﹝seek﹞的時(shí)間，而且在每一個(gè)I/O的第一筆數(shù)據(jù)傳輸，都要等待第一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)延遲﹝rotational latency﹞，平均為旋轉(zhuǎn)半圈的時(shí)間，如果使用一萬(wàn)轉(zhuǎn)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，平均就需要等待50 usec。所以機(jī)械延遲時(shí)間，是并行存取架構(gòu)的最大問(wèn)題。

3.3 獨(dú)立存取模式;

相對(duì)于并行存取模式，獨(dú)立存取模式并不對(duì)成員磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器作同步轉(zhuǎn)動(dòng)控制，其對(duì)每個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存取，都是獨(dú)立且沒(méi)有順序和時(shí)間間格的限制，同時(shí)每筆傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都比較大。因此，獨(dú)立存取模式可以盡量地利用overlapping 多任務(wù)、Tagged Command Queuing等等高階功能，來(lái)" 隱藏"上述磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械時(shí)間延遲﹝Seek 和Rotational Latency﹞。

由于獨(dú)立存取模式可以做overlapping 多任務(wù)，而且可以同時(shí)處理來(lái)自多個(gè)主機(jī)不同的I/O Requests，在多主機(jī)環(huán)境﹝如Clustering﹞，更可發(fā)揮最大的性能。

3.3.1 獨(dú)立存取RAID的最佳應(yīng)用;

由于獨(dú)立存取模式可以同時(shí)接受多個(gè)I/O Requests，因此特別適合應(yīng)用在數(shù)據(jù)存取頻繁、每筆數(shù)據(jù)量較小的系統(tǒng)。例如：

在線交易系統(tǒng)或電子商務(wù)應(yīng)用

多使用者數(shù)據(jù)庫(kù)

ERM及MRP 系統(tǒng)

小文件之文件服務(wù)器

4. 創(chuàng)建和維護(hù)Raid;

4.1 mdadm;

在Linux服務(wù)器中是通過(guò)mdadm工具來(lái)創(chuàng)建和維護(hù)軟RAID的，mdadm在創(chuàng)建和管理軟RAID時(shí)非常方便，而且很靈活。mdadm常用的參數(shù)有如下：

* --create或-C：創(chuàng)建一個(gè)新的軟RAID，后面接raid設(shè)備的名稱。例如，/dev/md0，/dev/md1等。

*--assemble或-A：加載一個(gè)已存在的陣列，后面跟陣列以及設(shè)備的名稱。

*--detail或-D：輸出指定RAID設(shè)備的詳細(xì)信息。

*--stop或-S：停止指定的RAID設(shè)備。

*--level或-l：設(shè)置RAID的級(jí)別，例如，設(shè)置“--level=5”則表示創(chuàng)建陣列的級(jí)別是RAID 5。

*--raid-devices或-n：指定陣列中活動(dòng)磁盤(pán)的數(shù)目。

*--scan或-s：掃描配置文件或/proc/mdstat文件來(lái)搜索軟RAID的配置信息，該參數(shù)不能單獨(dú)使用，只能配置其它參數(shù)才能使用。

下面將通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)講述通過(guò)mdadm如何實(shí)現(xiàn)軟RAID的功能。

4.1.1 創(chuàng)建分區(qū);

【實(shí)例1】

某臺(tái)機(jī)器上有4塊空閑的硬盤(pán)，分別是/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd和/dev/sde，并用這四塊硬盤(pán)來(lái)創(chuàng)建來(lái)創(chuàng)建一個(gè)RAID 5，具體操作步驟如下：

首先使用“fdisk”命令在每塊硬盤(pán)上創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)，操作如下：

root@xiaop-laptop:/# fdisk /dev/sdb

Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel

Building a new DOS disklabel. Changes will remain in memory only,

until you decide to write them. After that, of course, the previous

content won't be recoverable.

Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

Command (m for help): n #按n創(chuàng)建新分區(qū)

Command action

e extended

p primary partition (1-4) #輸入p 選擇創(chuàng)建主分區(qū)

p

Partition number (1-4): 1 #輸入 1 創(chuàng)建第一個(gè)主分區(qū)

First cylinder (1-102, default 1): #直接回車,選擇分區(qū)開(kāi)始柱面這里就從 1 開(kāi)始

Using default value 1

Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-102, default 102):

Using default value 102

Command (m for help): w #然后輸入w寫(xiě)盤(pán)

The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

Syncing disks.

針對(duì)其余幾塊硬盤(pán)也做相同操作，按照此步驟在另外的兩塊磁盤(pán)上做同樣的操作;

全部做完后,運(yùn)行 fdisk -l 應(yīng)該可以看到如下信息:

Disk /dev/sdb: 214 MB, 214748160 bytes

64 heads, 32 sectors/track, 204 cylinders

Units = cylinders of 2048 * 512 = 1048576 bytes

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sdb1 1 204 208880 fd Linux raid autodetect

Disk /dev/sdc: 214 MB, 214748160 bytes

64 heads, 32 sectors/track, 204 cylinders

Units = cylinders of 2048 * 512 = 1048576 bytes

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sdc1 1 204 208880 fd Linux raid autodetect

Disk /dev/sdd: 214 MB, 214748160 bytes

64 heads, 32 sectors/track, 204 cylinders

Units = cylinders of 2048 * 512 = 1048576 bytes

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sdd1 1 204 208880 fd Linux raid autodetect

看到上面三個(gè)磁盤(pán)上分別建了一個(gè)分區(qū),分區(qū)大小都一樣;

4.1.2 創(chuàng)建RAID 5;

創(chuàng)建完/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1四個(gè)分區(qū)后，下面就可以來(lái)創(chuàng)建RAID 5了，其中設(shè)定/dev/sde1作為備用設(shè)備，其余為活動(dòng)設(shè)備，備用設(shè)備的作用是一旦某一設(shè)備損壞可以立即使用備用設(shè)備替換。操作命令如下：

root@xiaop-laptop:/# mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 --spare-devices=1 /dev/sd[b-e]1

mdadm: array /dev/md0 started.

其中“--spare-devices=1”表示當(dāng)前陣列中備用設(shè)備只有一塊，即作為備用設(shè)備的“/dev/sde1”，若有多塊備用設(shè)備，則將“--spare-devices”的值設(shè)置為相應(yīng)的數(shù)目。成功創(chuàng)建完成RAID設(shè)備后，通過(guò)如下命令可以查看到RAID的詳細(xì)信息：

root@xiaop-laptop:/# mdadm --detail /dev/md0

/dev/md0:

Version : 00.90.01

Creation Time : Mon Jan 22 10:55:49 2007

Raid Level : raid5

Array Size : 208640 (203.75 MiB 213.65 MB)

Device Size : 104320 (101.88 MiB 106.82 MB)

Raid Devices : 3

Total Devices : 4

Preferred Minor : 0

Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Mon Jan 22 10:55:52 2007

State : clean

Active Devices : 3

Working Devices : 4

Failed Devices : 0

Spare Devices : 1

Layout : left-symmetric

Chunk Size : 64K

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 17 0 active sync /dev/sdb1

1 8 33 1 active sync /dev/sdc1

2 8 49 2 active sync /dev/sdd1

3 8 65 -1 spare /dev/sde1

UUID : b372436a:6ba09b3d:2c80612c:efe19d75

Events : 0.6

4.1.3 創(chuàng)建RAID的配置文件;

RAID的配置文件名為“mdadm.conf”，默認(rèn)是不存在的，所以需要手工創(chuàng)建，該配置文件存在的主要作用是系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候能夠自動(dòng)加載軟RAID，同時(shí)也方便日后管理�！癿dadm.conf”文件內(nèi)容包括：由DEVICE選項(xiàng)指定用于軟RAID的所有設(shè)備，和ARRAY選項(xiàng)所指定陣列的設(shè)備名、RAID級(jí)別、陣列中活動(dòng)設(shè)備的數(shù)目以及設(shè)備的UUID號(hào)。生成RAID配置文件操做如下：

root@xiaop-laptop:/# mdadm --detail --scan > /etc/mdadm.conf

但是當(dāng)前生成“mdadm.conf”文件的內(nèi)容并不符合所規(guī)定的格式，所以也是不生效的，這時(shí)需要手工修改該文件內(nèi)容為如下格式：

root@xiaop-laptop:/# vi /etc/mdadm.conf

DEVICE /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1

ARRAY /dev/md0 level=raid5 num-devices=3 UUID=b372436a:6ba09b3d:2c80612c:efe19d75

如果沒(méi)有創(chuàng)建RAID的配置文件，那么在每次系統(tǒng)啟動(dòng)后，需要手工加載軟RAID才能使用，手工加載軟RAID的命令是：

root@xiaop-laptop:/# mdadm --assemble /dev/md0 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1

mdadm: /dev/md0 has been started with 3 drives and 1 spare.

4.1.4 創(chuàng)建文件系統(tǒng);

接下來(lái)就只需要在RAID設(shè)備上創(chuàng)建文件系統(tǒng)就可使用了，在RAID設(shè)備上創(chuàng)建文件系統(tǒng)和在分區(qū)或磁盤(pán)上創(chuàng)建文件系統(tǒng)的方法一樣。在設(shè)備“/dev/md0”上創(chuàng)建ext3的文件系統(tǒng)命令如下：

root@xiaop-laptop:/# mkfs.ext3 /dev/md0

創(chuàng)建完文件系統(tǒng)后，將該設(shè)備掛載上就可正常的使用了。如果要?jiǎng)?chuàng)建其它級(jí)別的RAID，其步驟和創(chuàng)建RAID 5基本都一樣，區(qū)別在于指定“--level”值的時(shí)候，需要將該值設(shè)置為相應(yīng)的級(jí)別。 

4.2 維護(hù)軟RAID;

軟RAID雖然很大程度上能保證數(shù)據(jù)的可靠性，但是在日常的工作中，有時(shí)可能需要對(duì)RAID進(jìn)行調(diào)整以及不排除RAID設(shè)備物理介質(zhì)損壞的可能等相關(guān)問(wèn)題

，當(dāng)遇到這些情況時(shí)，那么同樣可以通過(guò)“mdadm”命令來(lái)完成這些操作。下面也將通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹更換RAID故障磁盤(pán)的完整過(guò)程。

4.2.1 模擬故障磁盤(pán);

【實(shí)例2】

以前面的【實(shí)例1】為基礎(chǔ)，假定其中的“/dev/sdc1”設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，更換一個(gè)新的磁盤(pán)，整個(gè)過(guò)程的詳細(xì)說(shuō)明如下：

在實(shí)際中，當(dāng)軟RAID檢測(cè)到某個(gè)磁盤(pán)有故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)標(biāo)記該磁盤(pán)為故障磁盤(pán)，并停止對(duì)故障磁盤(pán)的讀寫(xiě)操作，所以這里需要將/dev/sdc1標(biāo)記為出現(xiàn)故障的磁盤(pán)，命令如下：

root@xiaop-laptop:/# mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdc1

mdadm: set /dev/sdc1 faulty in /dev/md0

由于【實(shí)例1】中的RAID 5設(shè)置了一個(gè)備用設(shè)備，所以當(dāng)有標(biāo)記為故障磁盤(pán)的時(shí)候，備用磁盤(pán)會(huì)自動(dòng)頂替故障磁盤(pán)工作，陣列也能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)重建。通過(guò)“/proc/mdstat”文件可查看到當(dāng)前陣列的狀態(tài)，如下：

root@xiaop-laptop:/# cat /proc/mdstat

Personalities : [raid5]

md0 : active raid5 sde1[3] sdb1[0] sdd1[2] sdc1[4](F)

208640 blocks level 5, 64k chunk, algorithm 2 [3/2] [U_U]

[=====>...............] recovery = 26.4% (28416/104320) finish=0.0min speed=28416K/sec

unused devices: <none>

以上信息表明陣列正在重建，當(dāng)一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障或被標(biāo)記故障時(shí)，相應(yīng)設(shè)備的方括號(hào)后將被標(biāo)以(F)，如“sdc1[4](F)”，其中“[3/2]”的第一位數(shù)表示陣列所包含的設(shè)備數(shù)，第二位數(shù)表示活動(dòng)的設(shè)備數(shù)，因?yàn)槟壳坝幸粋�(gè)故障設(shè)備，所以第二位數(shù)為2；這時(shí)的陣列以降級(jí)模式運(yùn)行，雖然該陣列仍然可用，但是不具有數(shù)據(jù)冗余；而“[U_U]”表示當(dāng)前陣列可以正常使用的設(shè)備是/dev/sdb1和/dev/sdd1，如果是設(shè)備“/dev/sdb1”出現(xiàn)故障時(shí)，則將變成[_UU]。 

重建完數(shù)據(jù)后，再次查看陣列狀態(tài)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的RAID設(shè)備又恢復(fù)了正常，如下：

root@xiaop-laptop:/# cat /proc/mdstat

Personalities : [raid5]

md0 : active raid5 sde1[1] sdb1[0] sdd1[2] sdc1[3](F)

208640 blocks level 5, 64k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]

unused devices: <none>

4.2.2 移除故障磁盤(pán);

既然“/dev/sdc1”出現(xiàn)了故障，當(dāng)然要移除該設(shè)備，移除故障磁盤(pán)的操作如下：

root@xiaop-laptop:/# mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdc1

mdadm: hot removed /dev/sdc1

其中“—remove”表示移除指定RAID設(shè)備中的某個(gè)磁盤(pán)，也可用“-r”來(lái)代替該參數(shù)。 

4.2.3 添加新硬盤(pán);

在添加新的硬盤(pán)前，同樣需要對(duì)新硬盤(pán)進(jìn)行創(chuàng)建分區(qū)的操作，例如，添加新硬盤(pán)的設(shè)備名為“/dev/sdc1”，則具體操作如下：

root@xiaop-laptop:/# mdadm /dev/md0 --add /dev/sdc1

mdadm: hot added /dev/sdc1

其中“--add”與前面的“--remove”其義剛好相反，用于將某個(gè)磁盤(pán)添加到指定的設(shè)備中，也可用“-a”代替該參數(shù)。 

由于【實(shí)例1】中的RAID 5設(shè)置了一個(gè)備用設(shè)備，所以不需要做任何操作RAID 5也能正常運(yùn)行，但是如果這時(shí)某塊磁盤(pán)再出現(xiàn)故障的話，會(huì)導(dǎo)致RAID 5沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余功能，這對(duì)于存放重要的數(shù)據(jù)的設(shè)備來(lái)說(shuō)顯得太不安全了。那么這時(shí)增加到RAID 5中的“/dev/sdc1”則作為備用設(shè)備出現(xiàn)在陣列中，如下：

root@xiaop-laptop:/# mdadm --detail /dev/md0

/dev/md0:

……

……

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 17 0 active sync /dev/sdb1

1 8 65 1 active sync /dev/sde1

2 8 49 2 active sync /dev/sdd1

3 8 33 -1 spare /dev/sdc1

UUID : b372436a:6ba09b3d:2c80612c:efe19d75

Events : 0.133

 

關(guān)鍵字：Raid、磁盤(pán)組、陣列