Linux系统下如何搭建可靠的软RAID0存储方案？ (软raid0 linux)

随着数据量的增加和应用程序的不断升级，存储空间的需求也不断增长。为了满足这样的需求，可靠的存储方案是非常重要的。RD（Redundant Array of Independent Disks）技术是一种数据存储技术，通过将多个磁盘组合成一个大容量的存储单元，提高数据的可靠性和性能。RD技术分为硬件RD和软件RD，硬件RD通常需要额外的硬件设备，稍微麻烦一些。而软件RD由操作系统提供支持，可以更为方便地实现。本文将介绍如何在Linux系统下搭建可靠的软RD0存储方案。

一、了解RD0

RD0是一种基于条带化（Striping）的RD技术。条带化是指将数据块按照固定大小的块（通常称为条带或扇区）划分为不同的物理磁盘上。当数据写入RD系统中时，它首先被分成若干条带，然后按照某种策略依次存储在多个磁盘上。当需要读取数据时，数据也需要从多个磁盘上读取并组合成完整的数据块。RD0最主要的优点是可以大幅提高数据读写的速度，因为在实现数据读写操作时可以同时使用多个磁盘，并且每个磁盘只需要存储部分数据。不过，RD0并没有具备数据冗余的能力，也就是说一旦一个磁盘出现故障，整个RD0系统中的所有数据都会丢失。

二、准备工作

在搭建软RD0存储方案前需要进行一些准备工作，主要包括以下几个方面：

1、选择适当的硬件平台

RD0需要使用至少两个磁盘进行组合，因此需要选择适当的硬件平台。通常情况下，如果计算机拥有两个SATA接口，则可以选择两个SATA硬盘进行组合。如果计算机只拥有一个SATA接口，可以考虑使用USB 3.0外置硬盘盒进行扩展。

2、安装Linux操作系统

为了搭建软RD0存储方案，需要首先安装Linux操作系统。安装Linux操作系统的过程这里不作过多介绍，需要注意的是，在安装过程中需要将所有的设备驱动都安装好，这样才能够在安装RD软件时正常工作。

三、搭建软RD0存储方案

接下来就可以开始搭建软RD0存储方案了，具体步骤如下：

1、确定需要使用的磁盘

在使用软RD0技术时，需要选择至少两个相同类型的磁盘进行组合。在此之前，需要确认计算机中存在的磁盘类型及使用情况。

$ sudo fdisk -l

2、将磁盘分区

为了组合磁盘，需要先将磁盘分区。在此之前，需要先备份磁盘上的所有数据，因为将数据分区会导致数据丢失。Linux提供了多种命令行下的磁盘分区工具，例如fdisk 和 parted 等。在此以使用fdisk命令为例：

$ sudo fdisk /dev/sdb

（进入fdisk命令行模式）

输入m查询命令帮助

（输入n新建分区）

输入w保存并退出

3、创建RD0存储设备

创建RD0存储设备就是将多个磁盘组合成一个大容量的存储单元。Linux环境下实现RD0的软件叫作mdadm。需要先安装该软件：

$ sudo apt-get install mdadm

在安装mdadm后，就可以使用下面的命令创建RD0存储设备了：

$ sudo mdadm –create /dev/md0 –level=stripe –rd-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1

其中/dev/md0 表示逻辑设备名称，–level=stripe 表示RD级别是RD0，–rd-devices=2 表示使用2个设备进行分区，/dev/sda1 和 /dev/sdb1 分别是指要作为RD0设备的分区。

4、格式化RD0设备

创建了RD0设备后，还需要对其进行格式化，并创建文件系统：

$ sudo mkfs.ext4 /dev/md0

5、挂载RD0设备

格式化后的设备不能直接使用，需要挂载到文件系统中。这里以挂载到/mnt/rd/目录为例：

$ sudo mkdir /mnt/rd

$ sudo mount /dev/md0 /mnt/rd/

四、附加说明

在使用RD0存储方案时需要注意以下几点：

1、条带大小的设置

条带大小是指将数据划分为若干小块的大小。条带的大小越大，能够存储的大文件就越快。但如果条带的大小很小，存储小文件时会变得很慢。一般建议将条带大小设置为64K或128K。

2、备份数据

RD0技术只能提供性能上的优化，无法提供数据冗余的能力，因此在使用RD0存储方案时需要注意数据的备份。

3、存储设备的容量

在使用RD0存储方案时，由于会将多个磁盘组合在一起形成一个大的设备，因此需要注意控制每个存储设备的容量，以避免出现大容量存储设备单一点故障导致的数据丢失问题。

在Linux系统下搭建可靠的软RD0存储方案并不复杂。只需要按照以上步骤，即可完成整个过程。不过，在使用RD0存储方案时需要注意相关的细节，以便充分发挥RD0的优势。

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原文：软RAID 0的技术概要及实现v0.1b (正在修订之中)1 什么是RAID，RAID的级别和特点；什么是RAID呢？全称是 A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)，在1987年，由加州大学伯克利大学发表的论文而来，其实就是这个标题的缩写就是RAID;中译为磁盘阵列；RAID就是把几个物理磁盘组合在一起成为一个大的虚拟物理磁盘，主要目的和用途主要有：把若干小容量物理磁盘组成一个大容量虚拟存储设备（以前的物理磁盘的容量都比较小）；提高物理存储效率（读、写），或提供冗余以提高数据存储的安全性。根据应用方向的不同，RAID也分不不同级别 ，有LINEAR、RAID0、RAID1、RAID5、RAID10、RAID4、RAID6、MULTIPATH。常用的有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10(其实就是0+1)、LINEAR1.1 什么是硬件RAID和软RAID；RAID 还分为硬件RAID 和软件RAID，硬件RAID是通过RAID 卡来实现的，而软件RAID是通过软件来实现的；在企业级应用领数亩余域，大部份都是硬件RAID。而软件RAID由于性价比高，大多被中小型企业所采用；硬件RAID是通过RAID卡把若干同等容量大小的硬盘，根据使用方向的不同，聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备（或RAID0，或RAID1,或者RAID5，或RAID10），如果每个硬盘容量不一致，以最小容量的硬盘为基础；它的成员是整个硬盘；软RAID是软把若干同等容量大小的硬盘或分区，根据使用方向的不同，聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备（或RAID0，或RAID1,或者RAID5，或RAID10），如果每个硬盘或分区容量不一致，以最小容量的硬盘或分区为基础。软RAID的成员是整个硬盘或分区；1.2 RAID 的级别及特点；RAID 有几种级别，LINEAR，RAID0 (striping), RAID1 (mirroring), RAID4, RAID5, RAID6, RAID10, MULTIPATH, and FAULTY.其中我们常用有RAID0、RAID1、RAID5、RAID10。下面我们说说常用的RAID0、RAID1、RAID5以及RAID10；1.21 什么是软RAID0及特点；RAID0 是把两个或两个以上的容量相同的硬盘或分区，通过RAID控制器（硬RAID是通过RAID卡来实现的，软RAID 是通过软件来实现的），结合为一个在容量上是RAID0下成员的容量的总和，在写入时，要向每个硬盘或分区同时写入数据。在硬RAID中，RAID0的薯滚成员是以整个硬盘为单位的，把两个硬盘或两个以上的硬盘通过RAID卡绑定成为一个虚拟的磁盘设备，而每个硬盘就是RAID0的成员；在软RAID0中，RAID0的成员是整个硬盘或分区，容量是加入RAID0的所有成员容量的总和。在RAID0中每个成员的容量耐首都是相同一致的。比如我们把/dev/sdb 、/dev/sdc、/dev/sdd 三个容量大小为80G的硬盘做成RAID0，这时RAID0设备的容量就是三个硬盘的总和80×3=240G。当然我们也可以，在写入数据时，系统要向每个硬盘同时写入数据，是以条块的形式写入。比如我们存一份数据linuxsir.tar.gz 到RAID0的设备中，这份数据是分拆成若干份被分散的写入到RAID0中的每个成员中。只有RAID0中的每个成员正常运行，并且RAID0也正常运行的情况下，这份数据才是完整的。RAID0中任何一个成员（硬盘分区）有有问题时，RAID0便不能运行，同时数据也不是完整的；RAID0 在读写速度上是比较快的，是普通不做RAID的两倍左右（注：实际速度和机器的硬件配置有关），所以RAID0常被用于对存储效率要求较高，但对数据安全性要求不高的应用解决方案中；安全性：RAID0中有任何一个成员出现故障，整个RAID0就不能被激活。数据不能保障；1.22 什么是软RAID1及特点；RAID1就是把若干相同容量的硬盘或分区，成员与成员之间是镜像关系。在容量上，RAID1设备是单个成员的容量。比如两个80G的硬盘做成RAID1,这个RAID1的设备容量仍是80G。比如我们写入一个份数据linuxsir.tar.bz2 到RAID1设备时，其实是向RAID的每个成员都写了一份。比如RAID1设备下有两个成员/dev/sdb和/dev/sdc ，我们写入linuxsir.tar.bz2 到RAID1时，/dev/sdb和/dev/sdc都有一份完整的linuxsir.tar.bz2。 所以RAID1是冗余的阵列，一般被用于安全性要求比较高的应用中。因为RAID1在由于镜像冗余，所以磁盘利用效率并不高，或者说是浪费。这种方案相对来说性价比并不高，一般很少应用。数据读写效率要比RAID0慢。安全性：RAID1 中只要有一个成员是健康的，RAID1完全可以激活，而且数据绝对是完整安全的。如果所有的成员有故障，RAID1也就报废了。哈哈，这不是废话吗？1.23 什么是软RAID5及特点；软RAID5也是冗余安全的，RAID5是把至少三个硬盘或分区通过软件虚拟成为一个大的存储设备。在容量上是(n-1)x单个硬盘（分区）容量 ，比如我们用三块80G硬盘做成RAID5,容量就是两块容量的和160G。在写入上，数据被分拆成若干份，分别向RAID5的每个成员下写入。比如把linuxsir.tar.bz2写入RAID5时， 要先把linuxsir.tar.bz2分拆成若干份，分别写入RAID5成员中。因为涉及到冗余，所以数据在读入速度上并不是很快，没办法和RAID0相比，但RAID5的写入数据速度没有RAID1和RAID0快，也没有不做RAID的磁盘写入速度要快；因为RAID5在容量损失比较小，有冗余安全保障，另外写入速度比较快，从整体上来看，性价比比较高，所以被大范围内采用；安全性：当RAID5中的成员中有一个发生故障时，RAID5一样能启动和正常运行，只要n-1（注n>3)块硬盘或分区的不出故障，RAID5上的数据就是安全，对于一个文件存到RAID5设备中，只有成员是n-1（注n>3)无故障时，这份文件才是完整的。 比如RAID5有四个硬盘（或分区）做的，当一个硬盘或分区挂掉了，并不影响整个RAID5上数据的完整性和安全性。1.24 什么是软RAID10及特点；软RAID10也是冗余安全阵列，是RAID0+1的集成，RAID10是把至少四个硬盘或分区通过软件虚拟成为一个大的存储设备。在容量是：n/2x单个硬盘（分区）容量 ，比如我们用四块80G硬盘做成RAID5,容量就是两块容量的和4/2×80=160G。做RAID10所需要的硬盘或分区个数是偶数的。

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Raid级别

raid0:

多个磁盘的容量大小相加.最后的容量就是多个磁盘容量的大小.

优点:扩大了磁盘的空间容量

缺点:没有数据冗余,一块磁盘坏掉,导致所有数据无法正常访问,此时就丢失了一个磁盘的数据量.

磁盘使用率:

n*每个磁盘的容量大小

raid1:

磁盘的利用率为50%. 4块80G的硬盘组成raid1,那么可用的磁盘空间为160G.插入的数据会实时同步到另外一个磁盘上,这份相同的数据称为镜像.数据及其安全.一般用在数据安全的场所.

缺点:成本很高.一块磁盘坏掉,必须及时去更换磁盘.

磁盘使用仿正率:

(n/2)*每个磁盘的容量大小

raid5:

使用奇偶校验码存在所有的磁盘上.读出效率很高,写入数据一般.因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好，而备衫悔且控制器的设计也相当困难.

对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作塌链，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。

磁盘使用率:

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