raid存储技术

1. 存储技术概念

        数据存储架构是对数据存储方式、存储设备及相关组件的组织和规划，涵盖存储系统的布局、数据存储策略等，它明确数据如何存储、管理与访问，为数据的安全、高效使用提供支撑。

        由计算机中一组存储设备、控制部件和管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所构成的系统。

常见的存储系统主要由这三部分组成：

• 主机系统（物理部件（硬件）和逻辑部件（软件））
• 互连部件（互连物理部件（总线端口，线缆），互连逻辑部件（通信协议，设备驱动））
• 存储设备（负责数据存储的设备，硬盘，光盘，电源等）

2. raid存储概念

2.1 冗余

冗余指系统的一些重要部件重复配置，当发生故障时冗余配置的部件可以介入并承担故障部件的工作，甚至可以对系统进行修复,有助于系统容错，保障业务持续稳定运行。

2.2 raid技术概念

RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）技术，该项技术可简称为磁盘阵列,可以理解为通过组合多个磁盘提升性能与可靠性。

2.3 raid的分类

基于硬件的RAID磁盘阵列技术（俗称硬RAID）
基于软件的RAID磁盘阵列技术（俗称软RAID）

2.4 raid的阵列级别

根据RAID磁盘阵列对磁盘数据分布、校验方式及实施技术的不同，可以将磁盘阵列分为多个级别，分别为RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID 4、RAID 5、RAID 6、RAID 10

RAID 0(条带化，提升性能但无冗余)、RAID1(镜像，有冗余)、RAID 3(一个冗余校验盘)、RAID
5(分布式奇偶校验，兼顾性能与冗余)、RAID 6级别较为常用。

• raid 0——无容错条带化磁盘阵列，至少两个硬盘即可（数据分条，硬盘分块，同时并行处理，提升性能，读写速度，成本低，但是没有冗余功能，不适合存储重要数据）利用率——100%    
• vg:侧重于提高磁盘管理的灵活性，允许动态调整逻辑卷的大小，适合需要灵活存储管理的场景.
• raid 1——简单的镜像备份，实现数据冗余，数据盘和镜像盘是相对的，互为镜像与恢复。安全性高一点，成本贵，写入速度较慢，读取速度快。
• raid 2——0的改良版，相比0的利用率低，插入汉明码（校验码，纠错机制） 利用率50%        
• raid 3——在2的基础上，以位为单位数据分割，奇偶校验码，适用大文件类型以及安全性要求高一点的，利用率80%                                          
• raid 4——硬盘分块，块写入内存（缓冲）， cpu处理数据，以块为单位                                 
• raid 5——奇偶校验码信息和对应数据存储正在不同的硬盘上（最少3块）                                
• raid 6——raid5的基础上，至少四块硬盘。增加了2个独立的奇偶校验信息块（算法不同的双重校验），容错能力更强，读块写慢。适合数据/信息中心，成本高                                          
• raid 1+0——结合0和1的磁盘阵列，条带化技术加上镜像备份技术（50%）

3. raid软存储和硬存储

3.1 硬存储

全部通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，比如：各种RAID卡，还有主板集成能够做的RAID都是硬RAID。

raid阵列卡：RAID 核心处理芯片（ RAID 卡上的 CPU ）、端口、缓存、电池

SATA阵列卡：主要作用于大容量数据存储、网吧、数据安全等服务器领域，同时一些低端卡也满足了一些家用客户的需求。

SCSI阵列卡：使用在高端工作站或者是服务器中，可以支持很多块SCSI接口的硬盘。能够支持RAID 0、1、0+1、3、5 。

SAS阵列卡: 主要使用在一些高端工作站与服务器中，已经取代了昔日的SCSI接口，并且可以兼容SATA接口硬盘。

阵列卡缓存：是阵列卡先将数据传输到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据的一种过程。

• 透写（数据直接写入磁盘）
• 回写（数据先将数据写入缓存（缓冲），在写入磁盘中）

RAID 电池的作用： 用以在系统断电时保护Cache中的数据，避免断电造成中间数据的丢失

3.2 软存储

mdadm：是一个在Linux系统中用于构建、管理和监控软件RAID阵列的工具。