磁盤陣列(Redundant Array of independent Disks, RAID)是由美國加州大學柏克萊分校于1987年提出的，其概念是將多個硬盤組成一個邏輯虛擬的硬盤。操作上和操作單一的一塊硬盤沒有差別。不過實際上，數據是存儲在不同硬盤上的。
磁盤陣列的好處
整合多個硬盤：能將多個小的硬盤整合為一個大的硬盤。
數據具有較高的安全性：磁盤陣列具有修改錯誤的能力。他將校驗碼（parity）放在不同的硬盤上，當數據發生問題，即會用到校驗碼來恢復原始數據。
提高存取效率：當數據寫入的時候，會切割成多個小塊，同時寫在不同的硬盤中，這樣讀數據的時候，能從不同的物理硬盤中讀取，加快了磁盤的I/O速度。
磁盤陣列的分類
Linux磁盤陣列根據文件的存儲位置分為七種。
Linear：數據會先放在第一塊硬盤，當此用盤空間使用完是，再依次存儲至第2，3……..個硬盤，當數據或硬盤發生故障，此模式不具有容錯的能力。
RAID-0：當寫入數據時，會將數據切割為非常多小塊，并將這些塊的數據分別存儲到每一塊硬盤上。和Linear方式不同，RAID會把數據平均分配到不同的硬盤。因此不具有容錯能力。
RAID-1：此模式會把數據在每一個硬盤上存儲一份，每一個硬盤的數據都一摸相同。
RAID-2：數據會以bit為單位分割，并分別存儲到各個硬盤中，但存儲時此方式會額外保留若干數量的硬盤。，寫入數據時，磁盤陣列會同步計算存儲到各個硬盤的校驗碼，然后有將此校驗碼放在保留的硬盤上。當有硬盤損壞時，就可利用此校驗碼恢復正確地數據，達到容錯的目的。
RAID-3：一份數據會以字節byte為單位分割，分別存儲到各個硬盤中。此方式會特別保留一個固定的硬盤存儲同位校驗碼。但由于是將同位校驗碼存儲在同一個硬盤中，因此該硬盤應該有較快的傳輸速度。否則會影響系統性能。
RAID-4：一份數據會被切割成固定大小的區塊，并且分別存儲到每一個硬盤中。此方式和RAID-3比較，除了分割方式不同以外，其他相同，也具有容錯功能。
RAID-5：一份數據會被分割成固定大小的區塊，并分別存儲到每個硬盤中。雖然此方式和RAID-4相同以區塊為單位分割數據，不同的是，RAID-5并不特別保留固定的一個硬盤來存儲校驗碼，而是將校驗碼分散存儲在所有硬盤中。因此，此方式不會因為存儲校驗碼在一塊硬盤上，而影響系統的性能。
4 Linux支持的磁盤陣列
? ? 目前Linux支持Linear、 RAID-0、RAID-1、RAID-4、RAID-5五種磁盤陣列模式。在五種模式中，RAID-4和RAID-5運行方式相近。接下來將周詳介紹Linear、RAID-1、RAID-5磁盤陣列創建過程。
1、 創建linear磁盤陣列
硬件需求：兩塊或以上的硬盤。
創建linear磁盤陣列：
設置文件為/etc/raidtab
文件格式如下：
raiddev /dev/md0? ?? ?? ?? ???指定磁盤陣列的設備名稱
raid-level? ?? ? Linear? ?? ???指定采用的是Linear模式
nr-raid-disks? ???2? ?? ?? ???此磁盤陣列由2個硬盤所組成
chunk-size? ?? ???32? ?? ?? ?當數據寫入磁盤陣列時，每個寫入區塊的大小
（單位為KB,且必須為2的次方）。由于在Linear
模式中，寫入數據并不分塊，而是循序寫入到同
一磁盤中。
persistent-superblock??1? ?? ???設置是否要寫入磁盤的superblock，設置成“1”
表示寫入，設置“0”不寫入。
device? ?? ?? ?? ?/dev/sda2??按實際的情況，指定第一個硬盤分區的名稱
raid-disk? ?? ?? ? 0? ?? ?? ?設置上述的分區是次磁盤陣列所使用的第一個
硬盤。編號“0”開始。
device? ?? ?? ?? ?/dev/sdb1??按實際情況，指定第二塊硬盤分區的名稱。
raid-disk? ?? ?? ?1? ?? ?? ? 設置上述的分區是此磁盤陣列所使用的第二塊
硬盤。
創建好設置文件后，執行下面命令，初始化剛剛創建的/dev/md0磁盤陣列。
＃mkraid /dev/mdo
#mke2fs ?j /dev/md0 格式化磁盤陣列
#mount ?t ext3 /dev/md0??mnt/md0將md0裝載到/mnt/md0下。
? ? 檢查磁盤陣列狀態記錄文件，停止和啟動磁盤陣列。
? ? 停止磁盤陣列：首先卸下裝載的磁盤陣列
? ?? ?? ?? ?? ?? ?#umount??/dev/md0
? ?? ?? ?? ?? ?? ?#raidstop??/dev/md0
? ? 啟動磁盤陣列：
? ?? ?? ?? ?? ?? ?#raidstart??/dev/md0
? ? 查看磁盤陣列使用狀態：
? ?? ?? ?? ?? ?? ?#more /proc/mdstat
? ? personalities：[linear]
? ? read_head 1024 sectors
? ? md0：active linear sda2(1) sdb(0)
? ? 20483524??blocks 32k??rounding
? ? unused devices：
? ? 上述狀態是磁盤陣列處于運行狀態時的相關信息。當磁盤陣列沒有處于啟動狀態的時候，顯示的狀態如下：
? ? personalities：[linear]
? ? read_ahead 1024 sectors
unused devices：
??刪除磁盤陣列：首先停止磁盤陣列，然后刪除/etc/raidtab文件即可。
2、 創建RAID-1磁盤陣列
RAID-1磁盤陣列存儲方式，是將同一份數據同時寫到每個硬盤中，那一個硬盤所存儲的數據是一模相同的。
硬件需求：要創建RAID-1磁盤陣列，至少需要2塊硬盤，每一塊硬盤最佳大小一致。這是因為每一個硬盤存儲相同的數據，因此有一個硬盤比其他的容量大時，磁盤著烈也無法使用多出來的硬盤空間。
創建磁盤陣列：本例采用2個硬盤的分區 sda1和sdb1創建磁盤陣列。以下是/etc/raidtab內容。
raiddev /dev/md0? ?? ?? ?? ???指定磁盤陣列的設備名稱
raid-level? ?? ? 1? ?? ?? ?? ?指定采用的是RAID-1模式
nr-raid-disks? ???2? ?? ?? ???此磁盤陣列由2個硬盤所組成
nr-spare-disks? ? 0? ?? ?? ???磁盤陣列備用磁盤數目
chunk-size? ?? ???4? ?? ?? ?當數據寫入磁盤陣列時，每個寫入區塊的大小
（單位為KB,且必須為2的次方）。由于在Linear
模式中，寫入數據并不分塊，而是循序寫入到同
一磁盤中。
persistent-superblock??1? ?? ???設置是否要寫入磁盤的superblock，設置成“1”
表示寫入，設置“0”不寫入。
device? ?? ?? ?? ?/dev/sda1??按實際的情況，指定第一個硬盤分區的名稱
raid-disk? ?? ?? ? 0? ?? ?? ?設置上述的分區是次磁盤陣列所使用的第一個
硬盤。編號“0”開始。
device? ?? ?? ?? ?/dev/sdb1??按實際情況，指定第二塊硬盤分區的名稱。
raid-disk? ?? ?? ?1? ?? ?? ? 設置
創建好設置文件后，創建文件系統、啟動、查看運行狀態等方法和Linear相同。
3、 創建RAID-5磁盤陣列
在此介紹RAID-5，是在RAID-0和RAID-1中取一個平衡點，同時具有容錯能力，也不會浪費太多硬盤空間，并有助于提高磁盤的I/O性能。
硬件需求：
由于RAID-5需要存儲同位校驗碼，因此要創建此模式的磁盤陣列，至少需要3塊或以上的硬盤。
創建磁盤陣列：本例以sda1、sdb1、sdc1，3個分區組成RAID-5磁盤，下面是設置文件/etc/raidtab。
raiddev /dev/md0? ?? ?? ?? ???指定磁盤陣列的設備名稱
raid-level? ?? ? 5? ?? ???指定采用的是Linear模式
nr-raid-disks? ???3? ?? ?? ? 此磁盤陣列由2個硬盤所組成
nr-spare-disks? ? 0? ?? ?? ? 磁盤陣列備用磁盤數目
chunk-size? ?? ???32? ?? ?? ?當數據寫入磁盤陣列時，每個寫入區塊的大小
（單位為KB,且必須為2的次方）。由于在Linear
模式中，寫入數據并不分塊，而是循序寫入到同
一磁盤中。
persistent-superblock??1? ?? ???設置是否要寫入磁盤的superblock，設置成“1”
表示寫入，設置“0”不寫入。
Parity-algorithm? ?left-symmetric 指定用哪一種算法計算同位校驗碼，可是用的算法有：left-symmetric，left-asymmetric,right-symmetric,right-asymmetric4種。一般采用left-symmetric有最佳的存儲效率。
device? ?? ?? ?? ?/dev/sda1??按實際的情況，指定第一個硬盤分區的名稱
raid-disk? ?? ?? ? 0? ?? ?? ?設置上述的分區是次磁盤陣列所使用的第一個
硬盤。編號“0”開始。
device? ?? ?? ?? ?/dev/sdb1??按實際情況，指定第二塊硬盤分區的名稱。
raid-disk? ?? ?? ?1? ?? ?? ? 設置
device? ?? ?? ?? ?/dev/sdb1??按實際情況，指定第三塊硬盤分區的名稱。
raid-disk? ?? ?? ? 2? ?? ?? ? 設置
修改完畢設置文件后依次執行創建磁盤陣列、啟動、停止、查看狀態等操作。
在本章，我們只介紹RAID-Linear、RAID-1、RAID-5、最常用的磁盤陣列設置方法。
至于其他種類的磁盤陣列設置方法，和上面講述的設置方法類似，請讀者自行設置。
最后，我們比較一下上面三種磁盤陣列。
磁盤陣列比較：
磁盤空間：Linear模式最節省磁盤空間，磁盤陣列總空間是所有硬盤的和。
? ?? ?? ? RAID-1（磁盤映像）最浪費磁盤，因為每個硬盤存儲的數據都相同。
? ?? ?? ? RAID-5將利用一個磁盤來存儲同位校驗碼。因此磁盤容量為n-1個
? ?? ?? ? 磁盤的容量。
讀寫性能：Linear模式中，由于數據是依次存到硬盤上，此方式和一塊硬盤運行
? ?? ?? ? 并沒有什么不同。此模式也不會提高讀寫效率。如果有多個人把數據
? ?? ?? ? 放在不同的硬盤上，并且同時訪問，那么就能提高磁盤讀寫效率。
? ?? ?? ? RAID-1由于每個硬盤都存儲相同的數據，需要耗費較多的CPU時間。
? ?? ?? ? 就會影響寫入的數度。讀數據，由于能從不同硬盤讀出數據，因此理論上會有較快的數度。在RAID-5模式中，由于讀寫數據時，是將數據分成區塊，在以區塊為單? ?? ?? ? 位同步存儲到硬盤中，明顯能提高存取速度。理論速率為n-1不過實際不會達到那么高的傳輸效率。
容錯能力：Linear磁盤陣列沒有所有容錯能力，如果其中一塊硬盤出現故障，那么整個磁盤陣列的數據都會丟失。RAID-1有非常好的容錯能力，因為每一塊硬盤的數據都是相同的，所以當一塊硬盤發生故障。系統仍然能繼續工作。RAID-5磁盤陣列，當其中一塊硬盤發生故障，此時能借助其他硬盤計算出正確地數據，只要不是2塊或2塊以上的硬盤同時發生故障，這是同位校驗碼也不足以恢復數據了，意味著數據無法挽救了。

磁盤陣列簡介