作为一名 DBA，选择自己的数据存储在什么上面，应该是最基本的事情了。但是很多 DBA 却容易忽略了这一点，我就是其中一个。之前对 raid 了解的并不多，本文就记录下学习的 raid 相关知识。
一、RAID 的基础知识
【定义】RAID(Redundant Array of Independent Disk) 是一种独立冗余磁盘阵列。
1、为什么要使用 RAID?
我们知道，单块磁盘无论是从性能上、容量上、还是安全上都存在单点问题，如果把多块硬盘组成一个 group，当成一个逻辑驱动器，从而实现同时从多块硬盘存取数据，那样可以提高了存储的吞吐量，同时也提高了存取速度和扩大存储容量。
RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列) 技术就是专门干这事的。RAID 就是一种由多块廉价磁盘构成的冗余阵列，在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备出现。RAID 可以充分发挥出多块硬盘的优势，可以提升硬盘速度，增大容量, 提供容错功能够确保数据安全性，易于管理的优点，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响，这对于数据库存储领域是非常必要的。
2、RAID 的几种工作级别
我们比较常用的 RAID 级别有 RAID-0、RAID-1、RAID-10/RAID-01、RAID-5，其他的如 RAID-3、RAID-4、RAID-6 就不在此介绍了。
RAID-0
RAID-0 采用数据分条技术（Striped）把多块磁盘串联成一个更为庞大的磁盘组，可以提高磁盘的性能和吞吐量。它读写数据的速度是最快的，要求比较低，要求两个磁盘即可做 RAID-0，相对成本是最低的，但是 RAID-0 不提供冗余或奇偶校验数据的功能，如果驱动器出现故障，数据将无法恢复，安全性最弱。一般只是在那些对性能要求高、数据安全性要求不高的情况下才被使用，不适合数据库的存储。
RAID-1
RAID-1 采用镜像（Mirroring）的方式冗余数据。RAID-1 要求至少两个或 2xN 个磁盘，每次写数据时会同时写入镜像盘。这种阵列可靠性很高，但其有效容量减小到总容量的一半，同时这些磁盘的大小应该相等，否则总容量只具有最小磁盘的大小。RAID-1 的数据安全性在所有的 RAID 级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有 50%，是所有 RAID 级别中最低的。
RAID-10
由于 RAID-0 和 RAID-1 都存在明显的优点和缺点，为了结合两者的优点、避免两者的缺点，从而产生了 RAID-10，RAID-10 适合用在速度需求高，又要完全容错，当然成本也很多的应用。不过在做 RAID-10 时需要注意的是先做 RAID-1，再做 RAID-0 还是先做 RAID-0，再做 RAID-1，二者还是有区别的。举个栗子，假如现在有四块磁盘：
先做 RAID-0，再做 RAID-1：每两块磁盘先做 RAID-0，在此基础上，再把两个 RAID-0 做成 RAID-1。这时如果 A 类或者 B 类磁盘同时有一个故障，整个 RAID 将不可用。
- (RAID 0) A = (Drive A1 + Drive A2) (Striped)
- (RAID 0) B = (Drive B1 + Drive B2) (Striped)
- (RAID-1)AB = (A + B) (Mirrored)
先做 RAID-1，再做 RAID-0：每两块磁盘先做 RAID-1，在此基础上，再把两个 RAID-1 做成 RAID-0。这时只有 A 类或者 B 类磁盘两个都故障时，整个 RAID 才不可用。
- (RAID-1) A = (Drive A1 + Drive A2) (Mirrored)
- (RAID-1) B = (Drive B1 + Drive B2) (Mirrored)
- (RAID-0)AB = (A + B) (Striped)
-
综合上面来看，先做 RAID-1，再做 RAID-0 相对更安全，建议这种方式，所以我们平时说的 RAID-10 就是先做 RAID-1，再做 RAID-0。
RAID-5
RAID-5 应该处于 RAID-0 和 RAID-1 之间的一种工作模式，它尽量平衡 RAID-0 和 RAID-1 的优点和缺点，是我们平时使用比较多的一种模式。做 RAID-5 至少需要三块磁盘，它采用校验码冗余数据，校验信息分布在多个磁盘上，当数据每次写入到磁盘上，同时还需要写入校验信息，因此写入性能相对不如 RAID-0。当某个磁盘出现故障，可以使用其他磁盘上校验信息来恢复数据。相对 RAID-1，它磁盘空间利用率为 (N-1)/N
3、RAID 的几种工作级别优缺点
【注】以上的高、中、低只是相对于 RAID-0、RAID-1、RAID-10、RAID-5 而言。
二、如何判断 RAID 级别、写入策略、电池状况
1、判断 RAID 级别：MegaCli64 工具输入磁盘信息如下：
- [root()@xxxx ~]# MegaCli64 -LdInfo -lAll -aALL
- Adapter 0 -- Virtual Drive Information:
- Virtual Drive: 0 (Target Id: 0)
- Name :
- RAID Level : Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0
- Size : 278.875 GB
- Is VD emulated : No
- Mirror Data : 278.875 GB
- State : Optimal
- Strip Size : 64 KB
- Number Of Drives : 2
- Span Depth : 1
- Default Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
- Current Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
- Default Access Policy: Read/Write
- Current Access Policy: Read/Write
- Disk Cache Policy : Disabled
- Encryption Type : None
- Default Power Savings Policy: Controller Defined
- Current Power Savings Policy: None
- Can spin up in 1 minute: Yes
- LD has drives that support T10 power conditions: Yes
- LD's IO profile supports MAX power savings with cached writes: No
- Bad Blocks Exist: No
- PI type: No PI
- Is VD Cached: No
- Virtual Drive: 1 (Target Id: 1)
- Name :
- RAID Level : Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0
- Size : 2.180 TB
- Is VD emulated : Yes
- Mirror Data : 2.180 TB
- State : Optimal
- Strip Size : 64 KB
- Number Of Drives per span : 2
- Span Depth : 3
- Default Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
- Current Cache Policy: WriteBack, ReadAhead, Direct, No Write Cache if Bad BBU
- Default Access Policy: Read/Write
- Current Access Policy: Read/Write
- Disk Cache Policy : Disabled
- Encryption Type : None
- Default Power Savings Policy: Controller Defined
- Current Power Savings Policy: None
- Can spin up in 1 minute: No
- LD has drives that support T10 power conditions: No
- LD's IO profile supports MAX power savings with cached writes: No
- Bad Blocks Exist: No
- PI type: No PI
- Is VD Cached: No
-
网上有人仅仅通过 RAID Level 列中的 Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0 来判断，我认为不是很准确。先来了解下 Primary、Secondary、RAID Level Qualifier 啥意思？
Primary 字段：基本上可以确定 RAID 的级别，但是无法区分是 RAID-1 和 RAID-10，因为有情况下他们的 Primary 值都是 Primary-1, Secondary-0, RAID Level Qualifier-0
在这种情况下如何区分 RAID-1 和 RAID-10？我认为还得结合另外两列进行判断：
Number Of Drives per span : 2 #每个区段有2块磁盘
Span Depth : 3 #一共三个区段
结合primary-1，该RAID表示一共六块磁盘，每两个做RAID-1，最后将三个RAID-1做RAID-0
【总结：如何判断 RAID 级别】：
1) 除了 RAID-1 和 RAID-10，其他级别通过 Primary 字段值就可以判断；
2) 至于 RAID-1 和 RAID-10，还需要结合 Number Of Drives （per span）、Span Depth 两列的值，如果 Span Depth 值为 1 表示为 RAID-1，不为 1 表示 RAID-10; 还有一种情况：Primary-1, Secondary-3, RAID Level Qualifier-0 也是表示 RAID-10;
2、判断 RAID 写入策略和电池状态
RAID 的写入策略对 IO 性能有很大影响，有两种写入策略：
WriteBack：表示写入到磁盘缓存上，写入性能好，如果采用此策略，RAID必须支持电池可用，否则一旦断点，数据将丢失。
WriteThrough：表示直接写入到硬盘上，写入性能没有WriteBack好，一般没有电池时采用此策略.
2.1）查看 RAID 的写入策略
- [root()@xxxx ~]# MegaCli64 -LDInfo -Lall -aALL|grep 'Cache Policy'
- **********************************************************************************
- Default Cache Policy: WriteBack, ReadAdaptive, Direct, Write Cache OK if Bad BBU
- Current Cache Policy: WriteBack, ReadAdaptive, Direct, Write Cache OK if Bad BBU
- 以上表示采用WriteBack（回写）策略，如果电池坏了也强制写入cache
- Default Cache Policy: WriteThrough, ReadAheadNone, Direct, No Write Cache if Bad BBU
- Current Cache Policy: WriteThrough, ReadAheadNone, Direct, No Write Cache if Bad BBU
-
如果是这个，表示采用 WriteThrough 策略
Disk Cache Policy : Disabled #表示硬盘的cache，一般这里禁用，防止丢失数据
复制代码
2.2）查看电池状态
- [root()@xxxx ~]# MegaCli64 -adpbbucmd -aall |grep -E 'Battery State|Charger Status|isSOHGood|Relative State of Charge'
- Battery State : Operational #电池状态，operational表示正在运行
- Relative State of Charge: 98 % #电池电量，如果低于15%，那么写入策略会由WB转变为WC,IO性能下降，需要关注
- Charger Status: Complete #充电情况，表示已完成
- isSOHGood: Yes #不是Yes需要关注
-
三、MySQL 适合的 RAID 存储方案
通过上面对 RAID 的了解，我们已经知道各级别 RAID 的优缺点，对于 MySQL 数据库的存储，如何选择 RAID 级别呢？
我们可以根据 MySQL 各种文件类型分别选择，MySQL 数据库重要的文件类型有：
1、数据文件(frm,ibd)：存储核心的数据，非常重要，安全性要求高，同时需要频繁的写入、更新数据，磁盘性能要求也比较高，首先建议物理磁盘是SSD，对于RAID的选择，如果预算足够，建议RAID-10，其次是RAID-5
2、二进制日志文件：写入非常频繁，写性能要求高，由于从库依赖该文件，安全性也很重要，综合成本考虑，可以用两块SATA硬盘，做成RAID-1即可。
3、redo文件，共享表空间文件：安全性要求高，如果预算足够，RAID-10，通常RAID-1也是可以的，一般而言，redo文件和共享表空间和数据文件存储在一起即可。
