6.4 任务4 在Linux中配置软RAID
RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks，独立磁盘冗余阵列）用于将多个廉价的小型磁盘驱动器合并成一个磁盘阵列，以提高存储性能和容错功能。RAID可分为软RAID和硬RAID，软RAID是通过软件实现多块硬盘冗余的。而硬RAID一般是通过RAID卡来实现RAID的。前者配置简单，管理也比较灵活，对于中小企业来说不失为一种最佳选择。硬RAID在性能方面具有一定优势，但往往花费比较多。
RAID作为高性能的存储系统，已经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在，已经发展了六个级别，其级别分别是0、1、2、3、4、5。但是最常用的是0、1、3、5四个级别。
（1）RAID0:RAID 0也称为带区集。它是将多个磁盘并列起来，合成一个大硬盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中。
在所有的级别中，RAID0的速度是最快的，它可以进行并行I/O操作。但是RAID0没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。
（2）RAID1：把磁盘阵列中的硬盘分成相同的两组，互为镜像，当任一磁盘介质出现故障时，可以利用其镜像上的数据恢复，从而提高系统的容错能力。对数据的操作仍采用分块后并行传输的方式。所有RAID1不仅提高了读写速度，也加强了系统的可靠性。但其缺点是硬盘的利用率低，只有50%。
（3）RAID3:RAID3存放数据的原理和RAID0、RAID1不同。RAID3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位，数据则分段存储于其余硬盘中。它像RAID0一样以并行的方式来存放数据，但速度没有RAID0快。如果数据盘（物理）损坏，只要将坏的硬盘换掉，RAID控制系统会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。不过，如果校验盘（物理）损坏，则全部数据都无法使用。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高，但是硬盘利用率得到了很大的提高，为n－1。
（4）RAID5：向阵列中的磁盘写数据，奇偶校验数据存放在阵列中的各个盘上，允许单个磁盘出错。RAID5也是以数据的校验位来保证数据的安全，但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位，而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样任何一个硬盘损坏，都可以根据其他硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为n－1。
Red Hat Enterprise Linux 6.4提供了对软RAID技术的支持。在Linux系统中建立软RAID可以使用mdadm工具建立和管理RAID设备。
6.4.1 子任务1 创建与挂载RAID设备
下面以4块硬盘/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde为例来讲解RAID5的创建方法。（利用VMware虚拟机，事先安装四块SCSI硬盘。）
1．创建4个磁盘分区
使用fdisk命令创建4个磁盘分区/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1，并设置分区类型id为fd（Linux raid autodetect），分区结果如下所示：
[root@RHEL6～]#fdisk -l
Disk /dev/sdb: 536 MB, 536870912 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 512 cylinders
Units =cylinders of 2048* 512 =1048576 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 1 512 524272 fd Linux raid autodetect
Disk /dev/sdc: 536 MB, 536870912 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 512 cylinders
Units =cylinders of 2048* 512 =1048576 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdc1 1 512 524272 fd Linux raid autodetect
Disk /dev/sdd: 536 MB, 536870912 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 512 cylinders
Units =cylinders of 2048* 512 =1048576 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdd1 1 512 524272 fd Linux raid autodetect
Disk /dev/sde: 536 MB, 536870912 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 512 cylinders
Units =cylinders of 2048* 512 =1048576 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sde1 1 512 524272 fd Linux raid autodetect
2．使用mdadm命令创建RAID5
RAID设备名称为/dev/mdX。其中X为设备编号，该编号从0开始。
[root@RHEL6～]#mdadm --create /dev/md0--level=5--raid-devices=3--
spare-devices=1 /dev/sd[b-e]1
mdadm: array /dev/md0 started.
上述命令中指定RAID设备名为/dev/md0，级别为5，使用3个设备建立RAID，空余一个留做备用。上面的语法中，最后面是装置文件名，这些装置文件名可以是整个磁盘，例如/dev/sdb；也可以是磁盘上的分区，例如/dev/sdbl之类。不过，这些装置文件名的总数必须要等于--raid-devices与--spare-devices的个数总和。此例中，/dev/sd［b-e］1是一种简写，表示/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1，其中/dev/sde1为备用。
3．为新建立的/dev/md0中建立类型为ext3的文件系统
[root@RHEL6～]mkfs -t ext3-c /dev/md0
4．查看建立的RAID5的具体情况
[root@RHEL6～]mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
Version: 00.90.01
Creation Time: Mon Oct 1 16:23:432007
Raid Level : raid5
Array Size : 1048320 (1023.75 MiB 1073.48 MB)
Device Size: 524160 (511.88 MiB 536.74 MB)
Raid Devices : 3
Total Devices: 4
Preferred Minor: 0
Persistence: Superblock is persistent
Update Time: Mon Oct 1 16:25:262007
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 : 89b765ed:48c01ab9:e4cffb5b:ce142051
Events : 0.10
5．将RAID设备挂载
将RAID设备/dev/md0挂载到指定的目录/media/md0中，并显示该设备中的内容。
[root@RHEL6～]#mount /dev/md0 /media/md0 ; ls /media/md0
lost+found
6.4.2 子任务2 RAID设备的数据恢复
如果RAID设备中的某个硬盘损坏，系统会自动停止这块硬盘的工作，让后备的那块硬盘代替损坏的硬盘继续工作。例如，假设/dev/sdc1损坏，更换损坏的RAID设备中成员的方法如下。
（1）将损坏的RAID成员标记为失效。
[root@RHEL6～]#mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdc1
（2）移除失效的RAID成员。
[root@RHEL6～]#mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdc1
（3）更换硬盘设备，添加一个新的RAID成员。
[root@RHEL6～]#mdadm /dev/md0 --add /dev/sde1
说明：mdadm命令参数中凡是以“--”引出的参数选项，与“-”加单词首字母的方式等价。例如“--remove”等价于“-r”，“--add”等价于“-a”。
当不再使用RAID设备时，可以使用“mdadm-S/dev/mdX”命令的方式停止RAID设备。