RAID磁盘阵列的原理
RAID概念
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）可以提供较普通磁盘更高的速度、安全性，所以服务器在安装时都会选择创建RAID。
RAID的创建有两种方式：软RAID（通过操作系统软件来实现）和硬RAID（使用硬件阵列卡）；在企业中用的最多的是：raid1、raid10和raid5。不过随着云的高速发展，供应商一般可以把硬件问题解决掉。
RAID几种常见的类型
注释：
n：是磁盘个数 默认最好不要超过16个 硬盘大小最好都一样
| RAID类型 | 说 明 | 最低磁盘个数 | 空间利用率 | 各自的优缺点 |
| RAID0 | 数据条带化 | 2+ | 100% | 读写速度快，不容错（比如两块盘分别大小为1T，两块盘都做raid0，读写速度是最快的，而且可以使用100%的磁盘空间，但是如果一块盘坏掉了数据是无法还原回来的。） |
| RAID1 | 数据镜像化 | 2 | 50% | 读写速度一般，容错 （比如两块盘分别大小为1T，两块盘都做raid1，读写速度肯定没有raid0读写快，使用率也没有raid0好，优点就是可以容错，相当于一块盘坏掉了还可以把原来的数据恢复回来，但是只有1T的存储空间。） |
| RAID5 | 带奇偶校验的条带集 | 3+ | (n-1)/n | 读写速度快，容错，允许坏一块盘 |
| RAID6 | 带奇偶校验的条带集，双校验 | 4+ | (n-2)/n | 读写快，容错，允许坏两块盘 |
| RAID10 | RAID1的安全+RAID0的高速 | 4 | 50% | 读写速度快，容错 |
| RAID50 | RAID5的安全+RAID0的高速 | 6 | (n-2)/n | 读写速度快，容错 |
| RAID60 | RAID5的安全+RAID0的高速 | 8 | (n-4)/n | 读写速度快，容错 |
RAID出现的原因
RAID基本思想：把好几块便宜的硬盘通过一定组合方式把它组合起来，成为一个新的硬盘阵列组，从而使它能够达到高性能硬盘的要求
RAID有三个关键技术：
镜像：提供了数据的安全性；
条带（块大小也可以说是条带的粒度），它的存在的就是为了提高I/O，提供了数据并发性
数据的校验：提供了数据的安全
容量 ————————》 性能 --------》 可靠性 ——————————》 RAID
企业级RAID 0, 1,5,10的工作原理
2.1 RAID-0
条带 （strping），也是我们最早出现的RAID模式
需磁盘数量:2块以上(大小最好相同)
是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可.
特点:
成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。
RAID 0没有提供冗余或错误修复能力，速度快.
任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据；磁盘利用率为100%。
RAID0工作原理
注释：
A:代表20G文件 B:代表20G文件C:代表20G文件 D:代表20G文件
写入数据：
用户导入服务器100G大小的文件等，将50G数据写入到第一块硬盘上面，同时在把另外50G的数据写到另一块硬盘上，这100G文件又分成A，B，C，D 将A 写入第一块硬盘上，将B写到第二块硬盘上，将C写到第一块硬盘上，将D写到第二块硬盘上，这个就是数据的条带，并行传输到硬盘上
读取数据：
将上传上去的100G文件复制到别的服务器上，读取的时候也是先从第一块读取数据A，然后再从第二块硬盘上读取B，然后再从第一块硬盘读取C数据，然后再从第二块硬盘读取数据D，但是如果有一块硬盘有损坏会导致数据不全。
RAID-1
mirroring（镜像卷）
需要磁盘两块以上
原理:是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，(同步)
RAID 1 mirroring（镜像卷），至少需要两块硬盘，raid大小等于两个raid分区中最小的容量（最好将分区大小分为一样），数据有冗余，在存储时同时写入两块硬盘，实现了数据备份；
磁盘利用率为50%，即2块100G的磁盘构成RAID1只能提供100G的可用空间。如下图
RAID1工作原理：
注释:
A：代表50G文件 B：代表50G文件
写入数据：
用户导入服务器100G大小的文件等，将A,B写到第一块硬盘，同时将A,B写到另一块硬盘上，进行镜像操作（备份）
读取数据：
将上传上去的100G文件复制到别的服务器上，直接读取一块盘的数据即可，而且如果有一块盘坏掉的话另一块数据还是可以进行正常读写等。
RAID-5
需要三块或以上硬盘，可以提供热备盘实现故障的恢复；只损坏一块，没有问题。但如果同时损坏两块磁盘，则数据将都会损坏。 空间利用率： (n-1)/n 2/3 如下图所示
RAID 5原理
写入数据：
100G文件分别写入3块硬盘，写入第一块硬盘时，会有一个校验值，然后将A数据写入第二块硬盘，将B数据写入第三块硬盘，将C数据写入第一块硬盘，第二块硬盘生成校验值，将数据D写入第三块硬盘以此类推。
校验值的作用可以推算出第三块盘的数据，不论哪一块盘，但是如果坏掉两块盘那就恢复不了了。
奇偶校验信息的作用:
当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
扩展异或运算:
是用相对简单的异或逻辑运算（相同为0，相异为1）
A值B值Xor结果
000
101
011
110
RAID10
镜像+条带
RAID 10是将镜像和条带进行两级组合的RAID级别，第一级是RAID1镜像对，第二级为RAID 0。RAID10也是一种应用比较广泛的RAID级别。
RAID 1+0的特点使其特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。
一共8块硬盘做RAID 10
是从下往上看的，最后面试raid1，上面是raid0所以就是raid10
不同的数据分别用字母代替：A,B,C,D,E,F,G,H
首先4块做raid0 后4块做raid1，用户写入数据到服务器上，首先经过4块raid0，A数据写到raid0的第一块硬盘上，B数据写到raid0的第二块硬盘上，C数据写到raid0的第三块硬盘上，D数据写到raid0的第四块硬盘上以此类推
然后将这4块raid0硬盘和4块raid1做镜像（同步）如果其中一块raid0硬盘坏掉同时做同步的raid1并顶替上即可。
RAID的选择
RAID硬盘失效处理
一般两种处理方法：热备和热插拔
热备：HotSpare
定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性
全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享
专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用
如下图所示：是一个全局热备的示例，该热备盘由系统中两个RAID组共享，可自动顶替任何一个RAID中的一个失效硬盘
热插拔：HotSwap
定义：在不影响系统正常运转的情况下，用正常的物理硬盘替换RAID系统中失效硬盘
关键在于热插拔时电子器件的保护机制
RAID的使用
RAID的实现方式
我们使用RAID，是在装系统前还是之后？
硬RAID：需要RAID卡，我们的磁盘是接在RAID卡的，由它统一管理和控制。数据也由它来进行分配和维护；它有自己的cpu，处理速度快
操作视频链接：链接：http://pan.baidu.com/s/1kVPyror 密码：bd82
软RAID：通过操作系统实现
管理软raid工具：mdadm，mdadm是linux下用于创建和管理软件RAID的命令，是一个模式化命令。