13.檔案系統——組合不同層級的RAID、硬體RAID和軟RAID

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從RAID0到RAID6，不同層級的RAID在效能、冗餘、價格等方面做了不同程度的折中。組合不同層級的RAID，目的是揚長避短，產生具有優勢特性的混合RAID層級。常用的組合RAID主要有RAID10,RAID01,RAID50和RAID05.

RAID10是先做1，再做0；而RAID01則是先做0，在做1，RAID50和RAID05同理。

 

一、RAID10和RAID01

RAID10結合RAID1和RAID0，先鏡像，再條帶化。比如現在有6塊硬碟，其中每兩塊形成一組鏡像——RAID1，然後將3組鏡像合起來做成RAID0。RAID10的磁碟利用率是50%，它允許同組鏡像陣列裡壞一塊，但是如果一組鏡像陣列裡兩塊都壞了，那麼整個鏡像都壞了，進而整個陣列都無法工作了。

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RAID10的特性

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RAID01則是先將6塊磁碟分成兩份，形成鏡像，每一份中的三塊磁碟做成RAID0的形式。它允許一組鏡像壞掉，但不能兩組鏡像都壞。RAID01的風險大於RAID10，因為每組陣列各壞一塊磁碟的可能性，要大於一組磁碟鏡像裡同時壞多塊磁碟的情況。因此出於安全性和易用性的考慮，RAID10使用更為廣泛。

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二、RAID50和RAID05

RAID50是RAID5和RAID0的結合，先實現RAID5，再條帶化。它和RAID10的情況非常相似，假設也是6塊磁碟，每三塊做成RAID5，一共是兩組，合起來做成RAID0。

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RAID50的特性

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RAID50的利用率要根據盤的數量來定，比如同樣是用12塊盤做RAID50，它可以使用的方案有3*4，4*3和6*2,而做成RAID5的盤中有一塊是冗餘的，故可能產生三種不同的冗餘數量，這就導致了總共冗餘數量可能是4，3和2，從而導致了最終的利用率可能是67%，75%和83%這三種情況。

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三、常用RAID層級的比較

    常用的RAID層級主要有 RAID0,RAID1,RAID3,RAID5和RAID10，它們之間的差異見下表：

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RAID層級沒有高低上下之分，它們只有專註的特性差異。

 

 

四、硬體RAID和軟RAID概述

1. 硬體RAID

硬體RAID有專門的RAID控制處理器和I/O處理晶片來處理RAID任務，不需佔用主機CPU資源。有些RAID裝置還有專門的電池來供電，以防止突然斷電造成的資料丟失。正因為有這些附加元件，所以硬體RAID非常昂貴

硬體RAID的組件是在BOIS中完成的，當作業系統安裝完成時，RAID也就裝好了，電腦會將一組RAID裝置當成一個整體，而不是單獨的幾塊硬碟。通常作業系統會將其識別為/dev/sdb或/dev/sdc等等，之所以不識別為/dev/sda是因為/dev/sda常被預留為安裝作業系統的裝置，而RAID裝置是用來存資料的。

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2. 軟體RAID

上面介紹了硬體RAID的結構，如果RAID裝置沒有RAID晶片，作業系統看到的將不再是一個整體，而是多塊單獨的磁碟。但是現在希望仍將其視為一個整體，這就需要通過軟體來類比RAID硬體功能。因此在Linux的核心中提供了一個模組，用來將多個硬體裝置群組合成一個邏輯裝置，該裝置被稱為md（Multi Devices）模組。

比如現在一個作業系統上的硬體有以下三個裝置：

/dev/sdb1     /dev/sdc1     /dev/sdd1

現在使用md模組將這三個裝置類比成一個RAID（軟RAID），於是就形成了這樣的裝置：

/dev/md0     /dev/md1        /dev/md2 ......

有多少組RAID陣列，就會出現多少組/dev/md#裝置。而這裡的0，1，2......既不是/dev/sdb1中的1，也不代表RAID層級的編號，它僅代表使用軟體類比出來的RAID裝置的編號。

md模組需要配置一些參數才能正常工作。md是核心提供的模組，故這些配置也需要針對核心來完成，和核心進行互動的介面是/proc,故配置md需要修改/proc和/sys檔案中的參數。但修改這些參數是非常困難的，好在Linux中有專門針對md設定的系統調用，人們通過這些系統調用開發了專門的RAID管理工具——mdadm（Multi Device Administrator）。通過mdadm，可以定義多個磁碟裝置，將它們組裝成一個RAID裝置，並指定RAID層級、磁碟個數、冗餘磁碟、備份磁碟等等參數。但是要注意的是，真正其作用的是md，而不是mdadm這個命令。

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