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[24225] 2015-08-25_在Linux下使用RAID（一）：介绍RAID的级别和概念

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-08-25_在Linux下使用RAID（一）：介绍RAID的级别和概念 在   L i n u x   下 使 用   R A I D （ 一 ） ： 介 绍   R A I D   的 级 别 和 概 念 原 创   s t r u g g   L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 8 - 2 5 R A I D   的 意 思 是 廉 价 磁 盘 冗 余 阵 列 （ R e d u n d a n t   A r r a y   o f   I n e x p e n s i v e   D i s k s ） ， 但 现 在 它 被 称 为 独 立 磁 盘 冗 余 阵 列 （ R e d u n d a n t   A r r a y   o f I n d e p e n d e n t   D r i v e s ） 。 早 先 一 个 容 量 很 小 的 磁 盘 都 是 非 常 昂 贵 的 ， 但 是 现 在 我 们 可 以 很 便 宜 的 买 到 一 个 更 大 的 磁 盘 。 R a i d   是 一 系 列 放 在 一 起 ， 成 为 一 个 逻 辑 卷 的 磁 盘 集 合 。 R A I D   包 含 一 组 或 者 一 个 集 合 甚 至 一 个 阵 列 。 使 用 一 组 磁 盘 结 合 驱 动 器 组 成   R A I D   阵 列 或   R A I D   集 。 将 至 少 两 个 磁 盘 连 接 到 一 个   R A I D   控 制 器 ， 而 成 为 一 个 逻 辑 卷 ， 也 可 以 将 多 个 驱 动 器 放 在 一 个 组 中 。 一 组 磁 盘 只 能 使 用 一 个   R A I D   级 别 。 使 用   R A I D   可 以 提 高 服 务 器 的 性 能 。 不 同 R A I D   的 级 别 ， 性 能 会 有 所 不 同 。 它 通 过 容 错 和 高 可 用 性 来 保 存 我 们 的 数 据 。 这 个 系 列 被 命 名 为 “ 在   L i n u x   下 使 用   R A I D ” ， 分 为 9 个 部 分 ， 包 括 以 下 主 题 ： 第 1 部 分 ： 介 绍   R A I D   的 级 别 和 概 念 第 2 部 分 ： 在 L i n u x 中 如 何 设 置   R A I D 0 （ 条 带 化 ） 第 3 部 分 ： 在 L i n u x 中 如 何 设 置   R A I D 1 （ 镜 像 化 ） 第 4 部 分 ： 在 L i n u x 中 如 何 设 置   R A I D 5 （ 条 带 化 与 分 布 式 奇 偶 校 验 ） 第 5 部 分 ： 在 L i n u x 中 如 何 设 置   R A I D 6 （ 条 带 双 分 布 式 奇 偶 校 验 ） 第 6 部 分 ： 在 L i n u x 中 设 置   R A I D   1 0   或 1   +   0 （ 嵌 套 ） 第 7 部 分 ： 增 加 现 有 的   R A I D   阵 列 并 删 除 损 坏 的 磁 盘 第 8 部 分 ： 在   R A I D   中 恢 复 （ 重 建 ） 损 坏 的 驱 动 器 第 9 部 分 ： 在   L i n u x   中 管 理   R A I D 这 是 9 篇 系 列 教 程 的 第 1 部 分 ， 在 这 里 我 们 将 介 绍   R A I D   的 概 念 和   R A I D   级 别 ， 这 是 在   L i n u x   中 构 建   R A I D   需 要 理 解 的 。 软 件   R A I D   和 硬 件   R A I D 软 件   R A I D   的 性 能 较 低 ， 因 为 其 使 用 主 机 的 资 源 。   需 要 加 载   R A I D   软 件 以 从 软 件   R A I D   卷 中 读 取 数 据 。 在 加 载   R A I D   软 件 前 ， 操 作 系 统 需 要 引 导 起 来 才 能 加 载   R A I D   软 件 。 在 软 件   R A I D   中 无 需 物 理 硬 件 。 零 成 本 投 资 。 硬 件   R A I D   的 性 能 较 高 。 他 们 采 用   P C I   E x p r e s s   卡 物 理 地 提 供 有 专 用 的   R A I D   控 制 器 。 它 不 会 使 用 主 机 资 源 。 他 们 有   N V R A M   用 于 缓 存 的 读
取 和 写 入 。 缓 存 用 于   R A I D   重 建 时 ， 即 使 出 现 电 源 故 障 ， 它 会 使 用 后 备 的 电 池 电 源 保 持 缓 存 。 对 于 大 规 模 使 用 是 非 常 昂 贵 的 投 资 。 硬 件   R A I D   卡 如 下 所 示 ： 硬 件   R A I D 重 要 的   R A I D   概 念 校 验 校 验 方 式 用 在   R A I D   重 建 中 从 校 验 所 保 存 的 信 息 中 重 新 生 成 丢 失 的 内 容 。   R A I D   5 ， R A I D   6   基 于 校 验 。 条 带 化 条 带 化 是 将 切 片 数 据 随 机 存 储 到 多 个 磁 盘 。 它 不 会 在 单 个 磁 盘 中 保 存 完 整 的 数 据 。 如 果 我 们 使 用 2 个 磁 盘 ， 则 每 个 磁 盘 存 储 我 们 的 一 半 数 据 。 镜 像 镜 像 被 用 于   R A I D   1   和   R A I D   1 0 。 镜 像 会 自 动 备 份 数 据 。 在   R A I D   1   中 ， 它 会 保 存 相 同 的 内 容 到 其 他 盘 上 。 热 备 份 热 备 份 只 是 我 们 的 服 务 器 上 的 一 个 备 用 驱 动 器 ， 它 可 以 自 动 更 换 发 生 故 障 的 驱 动 器 。 在 我 们 的 阵 列 中 ， 如 果 任 何 一 个 驱 动 器 损 坏 ， 热 备 份 驱 动 器 会 自 动 用 于 重 建   R A I D 。 块 块 是   R A I D   控 制 器 每 次 读 写 数 据 时 的 最 小 单 位 ， 最 小   4 K B 。 通 过 定 义 块 大 小 ， 我 们 可 以 增 加   I / O   性 能 。 R A I D 有 不 同 的 级 别 。 在 这 里 ， 我 们 仅 列 出 在 真 实 环 境 下 的 使 用 最 多 的   R A I D   级 别 。 R A I D 0   =   条 带 化 R A I D 1   =   镜 像 R A I D 5   =   单 磁 盘 分 布 式 奇 偶 校 验 R A I D 6   =   双 磁 盘 分 布 式 奇 偶 校 验 R A I D 1 0   =   镜 像   +   条 带 。 （ 嵌 套 R A I D ） R A I D   在 大 多 数   L i n u x   发 行 版 上 使 用 名 为   m d a d m   的 软 件 包 进 行 管 理 。 让 我 们 先 对 每 个   R A I D   级 别 认 识 一 下 。 R A I D   0   /   条 带 化 条 带 化 有 很 好 的 性 能 。 在   R A I D   0 （ 条 带 化 ） 中 数 据 将 使 用 切 片 的 方 式 被 写 入 到 磁 盘 。 一 半 的 内 容 放 在 一 个 磁 盘 上 ， 另 一 半 内 容 将 被 写 入 到 另 一 个 磁 盘 。
假 设 我 们 有 2 个 磁 盘 驱 动 器 ， 例 如 ， 如 果 我 们 将 数 据 “ T E C M I N T ” 写 到 逻 辑 卷 中 ， “ T ” 将 被 保 存 在 第 一 盘 中 ， “ E ” 将 保 存 在 第 二 盘 ， ' C ' 将 被 保 存 在 第 一 盘 ， “ M ” 将 保 存 在 第 二 盘 ， 它 会 一 直 继 续 此 循 环 过 程 。 （ L C T T   译 注 ： 实 际 上 不 可 能 按 字 节 切 片 ， 是 按 数 据 块 切 片 的 。 ） 在 这 种 情 况 下 ， 如 果 驱 动 器 中 的 任 何 一 个 发 生 故 障 ， 我 们 就 会 丢 失 数 据 ， 因 为 一 个 盘 中 只 有 一 半 的 数 据 ， 不 能 用 于 重 建   R A I D 。 不 过 ， 当 比 较 写 入 速 度 和 性 能 时 ， R A I D   0   是 非 常 好 的 。 创 建   R A I D   0 （ 条 带 化 ） 至 少 需 要 2 个 磁 盘 。 如 果 你 的 数 据 是 非 常 宝 贵 的 ， 那 么 不 要 使 用 此   R A I D 级 别 。 高 性 能 。 R A I D   0   中 容 量 零 损 失 。 零 容 错 。 写 和 读 有 很 高 的 性 能 。 R A I D   1   /   镜 像 化 镜 像 也 有 不 错 的 性 能 。 镜 像 可 以 对 我 们 的 数 据 做 一 份 相 同 的 副 本 。 假 设 我 们 有 两 个 2 T B 的 硬 盘 驱 动 器 ， 我 们 总 共 有 4 T B ， 但 在 镜 像 中 ， 但 是 放 在   R A I D   控 制 器 后 面 的 驱 动 器 形 成 了 一 个 逻 辑 驱 动 器 ， 我 们 只 能 看 到 这 个 逻 辑 驱 动 器 有 2 T B 。 当 我 们 保 存 数 据 时 ， 它 将 同 时 写 入 这 两 个 2 T B 驱 动 器 中 。 创 建   R A I D   1 （ 镜 像 化 ） 最 少 需 要 两 个 驱 动 器 。 如 果 发 生 磁 盘 故 障 ， 我 们 可 以 通 过 更 换 一 个 新 的 磁 盘 恢 复   R A I D   。 如 果 在   R A I D   1   中 任 何 一 个 磁 盘 发 生 故 障 ， 我 们 可 以 从 另 一 个 磁 盘 中 获 取 相 同 的 数 据 ， 因 为 另 外 的 磁 盘 中 也 有 相 同 的 数 据 。 所 以 是 零 数 据 丢 失 。 良 好 的 性 能 。 总 容 量 丢 失 一 半 可 用 空 间 。 完 全 容 错 。 重 建 会 更 快 。 写 性 能 变 慢 。 读 性 能 变 好 。 能 用 于 操 作 系 统 和 小 规 模 的 数 据 库 。 R A I D   5   /   分 布 式 奇 偶 校 验 R A I D   5   多 用 于 企 业 级 。   R A I D   5   的 以 分 布 式 奇 偶 校 验 的 方 式 工 作 。 奇 偶 校 验 信 息 将 被 用 于 重 建 数 据 。 它 从 剩 下 的 正 常 驱 动 器 上 的 信 息 来 重
建 。 在 驱 动 器 发 生 故 障 时 ， 这 可 以 保 护 我 们 的 数 据 。 假 设 我 们 有 4 个 驱 动 器 ， 如 果 一 个 驱 动 器 发 生 故 障 而 后 我 们 更 换 发 生 故 障 的 驱 动 器 后 ， 我 们 可 以 从 奇 偶 校 验 中 重 建 数 据 到 更 换 的 驱 动 器 上 。 奇 偶 校 验 信 息 存 储 在 所 有 的 4 个 驱 动 器 上 ， 如 果 我 们 有 4 个   1 T B   的 驱 动 器 。 奇 偶 校 验 信 息 将 被 存 储 在 每 个 驱 动 器 的 2 5 6 G 中 ， 而 其 它 7 6 8 G B 是 用 户 自 己 使 用 的 。 单 个 驱 动 器 故 障 后 ， R A I D   5   依 旧 正 常 工 作 ， 如 果 驱 动 器 损 坏 个 数 超 过 1 个 会 导 致 数 据 的 丢 失 。 性 能 卓 越 读 速 度 将 非 常 好 。 写 速 度 处 于 平 均 水 准 ， 如 果 我 们 不 使 用 硬 件   R A I D   控 制 器 ， 写 速 度 缓 慢 。 从 所 有 驱 动 器 的 奇 偶 校 验 信 息 中 重 建 。 完 全 容 错 。 1 个 磁 盘 空 间 将 用 于 奇 偶 校 验 。 可 以 被 用 在 文 件 服 务 器 ， W e b 服 务 器 ， 非 常 重 要 的 备 份 中 。 R A I D   6   双 分 布 式 奇 偶 校 验 磁 盘 R A I D   6   和   R A I D   5   相 似 但 它 有 两 个 分 布 式 奇 偶 校 验 。 大 多 用 在 大 数 量 的 阵 列 中 。 我 们 最 少 需 要 4 个 驱 动 器 ， 即 使 有 2 个 驱 动 器 发 生 故 障 ， 我 们 依 然 可 以 更 换 新 的 驱 动 器 后 重 建 数 据 。 它 比   R A I D   5   慢 ， 因 为 它 将 数 据 同 时 写 到 4 个 驱 动 器 上 。 当 我 们 使 用 硬 件   R A I D   控 制 器 时 速 度 就 处 于 平 均 水 准 。 如 果 我 们 有 6 个 的 1 T B 驱 动 器 ， 4 个 驱 动 器 将 用 于 数 据 保 存 ， 2 个 驱 动 器 将 用 于 校 验 。 性 能 不 佳 。 读 的 性 能 很 好 。 如 果 我 们 不 使 用 硬 件   R A I D   控 制 器 写 的 性 能 会 很 差 。 从 两 个 奇 偶 校 验 驱 动 器 上 重 建 。 完 全 容 错 。 2 个 磁 盘 空 间 将 用 于 奇 偶 校 验 。 可 用 于 大 型 阵 列 。 用 于 备 份 和 视 频 流 中 ， 用 于 大 规 模 。 R A I D   1 0   /   镜 像 + 条 带
R A I D   1 0   可 以 被 称 为 1   +   0 或 0   + 1 。 它 将 做 镜 像 + 条 带 两 个 工 作 。 在   R A I D   1 0   中 首 先 做 镜 像 然 后 做 条 带 。 在   R A I D   0 1   上 首 先 做 条 带 ， 然 后 做 镜 像 。 R A I D   1 0   比   0 1   好 。 假 设 ， 我 们 有 4 个 驱 动 器 。 当 我 逻 辑 卷 上 写 数 据 时 ， 它 会 使 用 镜 像 和 条 带 的 方 式 将 数 据 保 存 到 4 个 驱 动 器 上 。 如 果 我 在   R A I D   1 0   上 写 入 数 据 “ T E C M I N T ” ， 数 据 将 使 用 如 下 方 式 保 存 。 首 先 将 “ T ” 同 时 写 入 两 个 磁 盘 ， “ E ” 也 将 同 时 写 入 另 外 两 个 磁 盘 ， 所 有 数 据 都 写 入 两 块 磁 盘 。 这 样 可 以 将 每 个 数 据 复 制 到 另 外 的 磁 盘 。 同 时 它 将 使 用   R A I D   0   方 式 写 入 数 据 ， 遵 循 将 “ T ” 写 入 第 一 组 盘 ， “ E ” 写 入 第 二 组 盘 。 再 次 将 “ C ” 写 入 第 一 组 盘 ， “ M ” 到 第 二 组 盘 。 良 好 的 读 写 性 能 。 总 容 量 丢 失 一 半 的 可 用 空 间 。 容 错 。 从 副 本 数 据 中 快 速 重 建 。 由 于 其 高 性 能 和 高 可 用 性 ， 常 被 用 于 数 据 库 的 存 储 中 。 结 论 在 这 篇 文 章 中 ， 我 们 已 经 了 解 了 什 么 是   R A I D   和 在 实 际 环 境 大 多 采 用 哪 个 级 别 的   R A I D 。 希 望 你 已 经 学 会 了 上 面 所 写 的 。 对 于   R A I D   的 构 建 必 须 了 解 有 关   R A I D   的 基 本 知 识 。 以 上 内 容 可 以 基 本 满 足 你 对   R A I D   的 了 解 。 在 接 下 来 的 文 章 中 ， 我 将 介 绍 如 何 设 置 和 使 用 各 种 级 别 创 建   R A I D ， 增 加   R A I D   组 （ 阵 列 ） 和 驱 动 器 故 障 排 除 等 。 v i a :   h t t p : / / w w w . t e c m i n t . c o m / u n d e r s t a n d i n g - r a i d - s e t u p - i n - l i n u x / 作 者 ： B a b i n   L o n s t o n   译 者 ： s t r u g g l i n g y o u t h   校 对 ： w x y
本 文 由   L C T T   原 创 翻 译 ， L i n u x 中 国   荣 誉 推 出 阅 读 原 文
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