20260107

追求极致速度，不怕丢数据 → RAID 0小容量、极致安全 → RAID 1性价比最高、通用场景 → RAID 5（3~8 盘常见）大容量硬盘、怕双盘同时坏 → RAID 6数据库、虚拟化、高 IOPS → RAID 10（有预算首选）

MAINYAZZ

494人浏览 · 2026-01-07 19:49:10

MAINYAZZ · 2026-01-07 19:49:10 发布

RAID - 独立磁盘冗余阵列

不同的 RAID 方案

RAID 就算把多个独立的磁盘组合起来，形成一个逻辑上的大硬盘，以达到以下一个或多个目的：

提高性能：多个磁盘并行读写，速度更快
提高数据安全性：通过冗余保护数据，即使单个磁盘坏了也不会丢失数据
扩大存储容量：把多个小的磁盘组合成一个大磁盘

RAID 级别	最低磁盘数	容量利用率	性能（读/写）	容错能力	典型应用场景
RAID 0	2	100%（总和）	读写都最快	无容错（一个盘坏全坏）	需要极致速度、不在意数据安全（如临时渲染、游戏缓存）
RAID 1	2	50%（镜像，只用一半容量）	读快，写和单盘差不多	可容 1 块盘坏	关键数据需要高可靠性（如系统盘、数据库）
RAID 5	3	(n-1)/n（损失 1 块盘容量）	读很快，写中等（需计算校验）	可容 1 块盘坏	最常见的企业存储，性价比高
RAID 6	4	(n-2)/n（损失 2 块盘容量）	读很快，写较慢	可容 2 块盘坏	数据量大、要求更高安全性（如档案存储）
RAID 10	4	50%	读写都很快	可容多块盘坏（视情况）	高性能+高安全性（如虚拟化、数据库）

RAID 0（条带化，Striping）

原理：数据被分割成块，并行写入多个磁盘。
优点：容量利用率 100%。读写性能理论上可达单盘的 n 倍（n 为磁盘数）
缺点：完全无容错，任意一块磁盘损坏，整个阵列数据全部丢失。
适用场景：对速度要求极高、对数据安全性要求低的环境。例如：视频剪辑的临时渲染盘、游戏缓存、科学计算临时数据。
不推荐：任何需要持久化存储的重要数据。

RAID 1（镜像，Mirroring）

原理：每份数据同时写入两块或者更多磁盘，完全镜像。
有点：容错强，一块盘坏了，数据仍然完整可用。读性能好，可从多个磁盘并行读取。
缺点：容量只有总磁盘容量的一半，写性能基本等于单盘。
适用场景：系统盘、关键配置文件、数据库主库、小规模但要求高可靠性的存储。
扩展：支持多于 2 块盘（如 RAID 1 with 3 disks），但容量仍只有单盘大小。

RAID 5（条带化 + 分布式奇偶校验）

原理：数据和奇偶校验信息分布式存储在所有磁盘上。每次写操作需要计算校验。（XOR 运算）
优点：容量利用率高、n 块盘可用使用 n-1 块盘。容忍一块盘故障，故障后可通过剩余盘+校验信息重建数据。读性能优秀（可并行读多个盘）。
缺点：写性能中等（每次写都要读旧数据、计算新校验、再写）。重建时间长（盘越大越慢），重建期间性能下降且有二次故障风险。
适用场景：最常见的企业级存储，文件服务器、虚拟机磁盘、中小型数据库，性价比最高。

RAID 6（双分布式奇偶校验）

原理：类似 RAID 5，但使用两份独立的奇偶校验（P+Q），分布在所有盘上。
优点：可同时容忍 2 块盘故障，安全性更高。适合大容量硬盘（现代硬盘容量大，重建时间长，RAID 5 风险高）。
缺点：容量损失 2 块盘。写性能更低（需要计算双份校验）。 -适用场景：海量数据存储、归档系统、NAS 大容量存储、对数据安全要求极高的环境。

RAID 10（1+0，先镜像后条带）

原理：先将磁盘两两镜像（RAID 1），再将多个镜像对条带化（RAID 0）。需要偶数块盘，最低 4 块。
优点：兼具高性能（条带读写）和高容错（每个镜像组可坏 1 块）。重建速度快（只需镜像复制，不用复杂计算）。读写性能都非常优秀。
缺点：容量利用率只有 50%。成本较高（需要更多磁盘）。
适用场景：对性能和安全都要求高的场景，如大型数据库（MySQL、PostgreSQL）、虚拟化平台（VMware、Proxmox）、高并发 Web 应用。

追求极致速度，不怕丢数据 → RAID 0
小容量、极致安全 → RAID 1
性价比最高、通用场景 → RAID 5（3~8 盘常见）
大容量硬盘、怕双盘同时坏 → RAID 6
数据库、虚拟化、高 IOPS → RAID 10（有预算首选）

使用 RAID

RAID 5

数据条带化（Striping）：大文件被切成小块（通常 64KB~1MB），轮流写入不同磁盘，实现并行 I/O。
分布式奇偶校验（Distributed Parity）：每条带额外计算一份校验块（通过 XOR 异或运算），校验块也轮流放在不同磁盘上。

添加 RAID

# 清除旧签名
wipefs -a /dev/sd{b..e}

# 创建
mdadm --create /dev/md5 --level 5 --raid-devices 4 /dev/sd{b..e}

# 监控初始同步（resync）进度
watch -n 5 cat /proc/mdstat

# 4. 保存配置 + 格式化 + 挂载
mkfs.xfs -f /dev/md5
mkdir /data
mount /dev/md5 /data

扩容

mdadm --add /dev/md5  /dev/sdg
mdadm --grow /dev/md5 --raid-devices 5

故障

mdadm --fail /dev/md5 /dev/sdb

删除 RAID

umount /dev/md5
# stop RAID 阵列，将删除阵列
mdadm --stop /dev/md5
# stop之后、清除superblock之前，如果想构建原先的md5设备，使用以下命令，数据不会丢失
mdadm --assemble /dev/md5 /dev/sd{b..g}
# 清除原先设备上的 md superblock
mdadm --zero-superblock /dev/sd{b..g}

逻辑卷的管理

物理卷：登记物理设备。
卷组：将登记的物理设备进行分组。
逻辑卷：从组中进行空间规划。

简单案例

# 创建物理卷
[root@server ~ 19:02:24]# pvcreate /dev/sd{b,c,d}
  Device /dev/sdd excluded by a filter.
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
[root@server ~ 19:03:02]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <49.00g  4.00m
  /dev/sdc          lvm2 ---   10.00g 10.00g
  /dev/sdd          lvm2 ---   10.00g 10.00g
# 创建卷组
[root@server ~ 19:03:07]# vgcreate webapp /dev/sd{b,c,d}
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
  Volume group "webapp" successfully created
[root@server ~ 19:03:30]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <49.00g   4.00m
  webapp   3   0   0 wz--n- <29.99g <29.99g
# 创建lv逻辑分区
[root@server ~ 19:03:33]# lvcreate -n app01 -L 10G webapp
  Logical volume "app01" created.
[root@server ~ 19:04:00]# lvcreate -n app02 -L 5G webapp
  Logical volume "app02" created.
[root@server ~ 19:04:10]# lvcreate -n app03 -L 8G webapp
  Logical volume "app03" created.
[root@server ~ 19:04:57]#


# 进行分区格式化文件系统
[root@server ~ 19:07:47]# mkfs.ext4 /dev/webapp/app01
[root@server ~ 19:08:36]# mkfs.xfs /dev/webapp/app02
[root@server ~ 19:08:44]# mkfs.xfs /dev/webapp/app03

# 进行挂载
[root@server ~ 19:09:53]# mkdir /app0{1..3}
[root@server / 19:10:13]# mount /dev/webapp/app01 /app01
[root@server / 19:10:33]# mount /dev/webapp/app02 /app02
[root@server / 19:10:39]# mount /dev/webapp/app03 /app03
[root@server / 19:10:43]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   50G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   49G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 45.1G  0 lvm  /
  └─centos-swap 253:1    0  3.9G  0 lvm  [SWAP]
sdb               8:16   0   10G  0 disk
└─webapp-app03  253:4    0    8G  0 lvm  /app03
sdc               8:32   0   10G  0 disk
└─webapp-app01  253:2    0   10G  0 lvm  /app01
sdd               8:48   0   10G  0 disk
├─webapp-app01  253:2    0   10G  0 lvm  /app01
└─webapp-app02  253:3    0    5G  0 lvm  /app02
sde               8:64   0   10G  0 disk
sdf               8:80   0   10G  0 disk
sdg               8:96   0   10G  0 disk
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom

# 对磁盘扩容app02
# 注意，xfs文件系统只能扩容，不能减容
[root@server / 19:12:47]# lvextend -l +100%FREE /dev/webapp/app02
  Size of logical volume webapp/app02 changed from 5.00 GiB (1280 extents) to <11.99 GiB (3069 extents).
  Logical volume webapp/app02 successfully resized.
[root@server / 19:13:09]#

# 由于容量不够用了，决定增加物理卷，并且添加到webapp组里面
[root@server / 19:14:34]# pvcreate /dev/sde
  Physical volume "/dev/sde" successfully created.
[root@server / 19:14:42]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <49.00g  4.00m
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--  <10.00g     0
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--  <10.00g     0
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--  <10.00g     0
  /dev/sde          lvm2 ---   10.00g 10.00g
[root@server / 19:16:54]# vgextend webapp /dev/sde
  Volume group "webapp" successfully extended
[root@server / 19:18:33]#


# 接下来给ext4文件系统扩容并且减容，（app01）
[root@server / 19:19:03]# lvextend -L +8G /dev/webapp/app01
  Size of logical volume webapp/app01 changed from 10.00 GiB (2560 extents) to 18.00 GiB (4608 extents).
  Logical volume webapp/app01 successfully resized.
[root@server / 19:19:25]#

# 减少容量，需要先取消挂载点
[root@server / 19:21:08]# umount /app01
[root@server / 19:22:06]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   50G  0 disk
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   49G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 45.1G  0 lvm  /
  └─centos-swap 253:1    0  3.9G  0 lvm  [SWAP]
sdb               8:16   0   10G  0 disk
├─webapp-app02  253:3    0   12G  0 lvm  /app02
└─webapp-app03  253:4    0    8G  0 lvm  /app03
sdc               8:32   0   10G  0 disk
└─webapp-app01  253:2    0   18G  0 lvm
sdd               8:48   0   10G  0 disk
├─webapp-app01  253:2    0   18G  0 lvm
└─webapp-app02  253:3    0   12G  0 lvm  /app02
sde               8:64   0   10G  0 disk
└─webapp-app01  253:2    0   18G  0 lvm
sdf               8:80   0   10G  0 disk
sdg               8:96   0   10G  0 disk
sr0              11:0    1  4.4G  0 rom
[root@server / 19:22:11]#

# 接下来进行文件系统的检查
[root@server / 19:22:11]# e2fsck -f /dev/webapp/app01
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/webapp/app01: 11/655360 files (0.0% non-contiguous), 83137/2621440 blocks


# 注意！：一定要先缩减文件系统，再缩减逻辑卷，否则，硬盘数据会丢失
# 这个缩减是缩减到，不是缩减多少
# 缩减文件系统
[root@server / 19:24:48]# resize2fs /dev/webapp/app01 7G
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/webapp/app01 to 1835008 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/webapp/app01 is now 1835008 blocks long.

# 缩减逻辑卷
[root@server / 19:25:14]# lvreduce -L 7G /dev/webapp/app01
  WARNING: Reducing active logical volume to 7.00 GiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce webapp/app01? [y/n]: y
  Size of logical volume webapp/app01 changed from 18.00 GiB (4608 extents) to 7.00 GiB (1792 extents).
  Logical volume webapp/app01 successfully resized.

逻辑卷快照

[root@server / 19:29:00]# lvcreate -s -n webapp-app01-snap -L 7G /dev/webapp/app01
  Logical volume "webapp-app01-snap" created.
[root@server / 19:30:06]# lvs
  LV                VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root              centos -wi-ao---- <45.12g
  swap              centos -wi-ao----  <3.88g
  app01             webapp owi-a-s---   7.00g
  app02             webapp -wi-ao---- <11.99g
  app03             webapp -wi-ao----   8.00g
  webapp-app01-snap webapp swi-a-s---   7.00g      app01  0.00
[root@server / 19:30:09]#

```bash
# 清除磁盘
# 首先清除逻辑卷
lvremove webapp/app*
# 清除卷组
vgremove webapp
# 清除物理卷
pvremove /dev/sd{b..e}
# 清除文件系统的签名
wipefs -a /dev/sd{b..e}
```

# 注意！！！

1. 只有 ext 文件系统可以缩减逻辑分区，需要先取消挂载，再进行检查，再对文件系统进行缩减，再缩减逻辑分区。顺序不能错，否则磁盘数据可能会损坏。

2. 擦除磁盘的方式

- 只清除签名：wipefs -a /dev/sdb
- ....

`bash

清除磁盘

首先清除逻辑卷

lvremove webapp/app*

清除卷组

vgremove webapp

清除物理卷

pvremove /dev/sd{b…e}

清除文件系统的签名

wipefs -a /dev/sd{b…e}


# 注意！！！

1. 只有 ext 文件系统可以缩减逻辑分区，需要先取消挂载，再进行检查，再对文件系统进行缩减，再缩减逻辑分区。顺序不能错，否则磁盘数据可能会损坏。

2. 擦除磁盘的方式

- 只清除签名：wipefs -a /dev/sdb
- ....

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