课程实验报告课程名称：计算机组成原理专业班级：计算机科学与技术1107班学号：姓名：指导老师：报告日期： 2013-11-2计算机科学与技术学目录【实验环境】 (1)【实验内容】 (1)【实验原理】 (1)【实验步骤】 (3)（1）创建RAID 0 (5)Raid0的速度测试 (9)创建RAID 1 (10)Raid1的使用 (13)Raid1的速度测试 (14)Raid1故障测试： (16)创建RAID 5 (19)Raid5的使用 (21)Raid5的速度测试 (22)RAID5故障测试 (24)Raid阵列速度的说明。
(31)【实验思考】 (32)Raid0+1 (32)查看raid (33)速度测试 (34)Raid0+5 (34)查看Raid0+5信息 (35)Raid0+5速度测试 (36)实验体会 (36)【实验环境】Linux虚拟机【实验内容】创建RAID 0和RAID 1创建RAID 5并测试其有效性【实验原理】一、Linux下的RAIDLinux系统在安装的过程中就可以使用RAID。
在使用当中，利用一些工具，可以实现比Windows还要强大得多的功能，比如RAID 0+1和RAID 0+5。
在Linux 下既可以对整块硬盘做RAID，也可以对其某一个分区做RAID。
Linux下常用来做软RAID的工具主要有两个：一个是mdadm，另一个是raidtools。
在本实验中我选用了mdadm。
在Linux下利用mdadm为非启动盘做软RAID比较简单。
在实验步骤中，分别给出了Linux下RAID 0、RAID 1和RAID 5的制作过程。
RAID0：RAID0并不是真正的RAID结构，没有数据冗余，RAID0连续地分割数据并并行地读/写于多个磁盘上。
因此具有很高的数据传输率，但RAID0在提高性能的同时，并没有提供数据可靠性，如果一个磁盘失效，将影响整个数据。
因此RAID0不可应用于需要数据高可用性的关键应用。
RAID1：RAID1通过数据镜像实现数据冗余，在两对分离的磁盘上产生互为备份的数据。
RAID1可以提高读的性能，当原始数据繁忙时，可直接从镜像中读取数据。
RAID1是磁盘阵列中费用最高的，但提供了最高的数据可用率。
当一个磁盘失效，系统可以自动地交换到镜像磁盘上，而不需要重组失效的数据。
RAID5：RAID5没有单独指定的奇偶盘，而是交叉地存取数据及奇偶校验信息于所有磁盘上。
在RAID5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。
RAID5更适合于小数据块，随机读写的数据。
RAID3与RAID5相比，重要的区别在于RAID3每进行一次数据传输，需涉及到所有的阵列盘。
而对于RAID5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RAID5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，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。
二、mdadm说明(一)mdadm的7种主要操作方式(1)create创建一个带超级块的磁盘阵列。
(2)assemble将之前建立的磁盘阵列变为活跃的(active)。
(3)build用于创建没有超级块的磁盘阵列。
(4)manage用于对在一个磁盘阵列上的一个或多个设备做一些操作，如添加(add)、移除(remove)和使失败(fail)，还包括以下功能：run/stop/readonly/readwrite。
(5)misc用于对单个设备的操作，它们可能是磁盘阵列的几部分，所以是零超级块，检测可能是适当的。
它们可能是md阵列，因此run，stop，rw，ro，detail这些操作也是可以的。
(6)monitor查看磁盘阵列并显示改变。
(7)grow允许改变一个磁盘阵列的关键属性，比如大小，设备数量等。
(二)create/build常用操作create/build常用操作如下表所示。
参数或选项说明--add或-a 添加或热添加磁盘--fail或-f 将RAID中的磁盘标记为已坏--remove或-r 从RAID中移除磁盘(注意：只有先将磁盘标识为已坏，才能移除) --set-faulty --fail功能相同--run或-R 开始运行一个已创建的阵列--stop或-S 停止运行一个阵列，释放它所有的磁盘资源--readonly或-o 标记阵列为只读--readwrite或-w 标记阵列为可读写--zero-supterblock 从一个设备中去掉MD超级块--raid-disks 创建RAID时需要用到的硬盘或分区数--spare-disks 创建RAID时作用侯补的硬盘或分区数，当组RAID的硬盘或分区出现问题被取下时，被设定为修补的硬盘或分区会自动补缺。
三、mdadm命令示例(1)利用sdb1，sdc1，sdd1创建一个RAID 1名为md0，其中sdb1和sdd1是组成md0的磁盘，sdc1是md0的备份盘，如果sdb1或sdd1出现问题，系统会自动将sdc1顶替该磁盘，使md0重归于完整。
具体命令如图所示。
(2)停止md0的运行，并释放它的所有资源：mdadm --stop /dev/md0。
(3)查看md0详情：mdadm --detail /dev/md0。
(4)将md0中的sdb1标记为已坏：mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb1。
(5)将sdb1移除出md0:mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb1。
(三)mdadm配置文件为了保证在每次重启系统时，RAID都能正常运行，需要创建或修改/etc/mdadm.conf文件，将RAID的信息写入文件的最下方。
写入信息包括RAID用到的硬盘和组成方式，上面示例的配置文件写法如图2.5.5-2所示。
【实验步骤】一、添加磁盘进入Linux虚拟机界面，点击“虚拟机硬盘设置”。
然后以相同的方式添加七块硬盘。
在弹出的对话框中设置添加硬盘的路径并设置磁盘大小442G(学号)，如图所示，然后单击“下一步”直到完成。
相同方法，共添加七块虚拟硬盘。
完成后如下图：六块硬盘添加完成后，点击“开启此虚拟机”，进入Linux系统。
注意在实验过程中不要关闭虚拟机。
（1）创建RAID 0(1)Raid的搭建用到mdadm命令，因此我们先获取权限。
终端输入 sudo su 。
然后在控制台中输入命令：fdisk -l，查看当前系统硬盘情况。
观察各盘大小。
发现显示为47.2G ，和我们创建时的44G有点差别。
(2)为了用起来方便，我们采用sdb和sdc来创建RAID0。
首先对sdb和sdc格式化为创建raid的磁盘格式。
终端输入：fdisk /dev/sdb输入n进行选择。
输入t选择格式fd，不要忘记w保存。
对sdc同样操作。
格式。
(3)在控制台中输入命令：mdadm -C -v /dev/md127 -l0 -n2 /dev/sdb1/dev/sdc1如图所示。
Raid建立完成后会自动启动，因此不需要额外的操作。
(4)输入命令mdadm -D /dev/md0查看 RAID0 的信息。
如下图：(5)输入命令：cat /proc/mdstat查看目前磁盘阵列的运行情况，如图所示。
Raid0的使用（1）输入：fdisk -l /dev/md127，查看/dev/md127 设备是否存在，以及它的容量，它应该接近sdb和sdc两块硬盘大小之和，如图所示。
图中显示md127大小为94.5GB（2）创建文件系统。
输入mkfs.ext3 /dev/md127（3）：挂载文件系统并使用输入命令：mkdir /softraid0mount /dev/md127 /softraid0df –l /dev/md127（4）：RAID 的自动挂载，输入命令：gedit /etc/fstab 编辑文件，在下面加入：/dev/md127 /softraid0 ext3 defaults 0 0这样系统重新启动后会自动将/dev/md127 挂接到 /softraid0 目录下!Raid0的速度测试1.采用hdparm测试。
输入命令：hdparm -tT /dev/md127 经过多次测试，硬盘的读取效率稳定在540MB/sec左右，硬盘快取的读取效率稳定在2550M/sec左右。
2.采用系统自带的软件测试。
注：方法1和方法2测试的数据不一样。
RAID0的随机读取性能：很好RAID0的随机写入性能：很好RAID0的持续读取性能：很好RAID0的持续写入性能：很好RAID0的优点：最快的读写性能，如果每块硬盘拥有独立的控制器性能将会更好。
RAID0的缺点：任何一块硬盘出现故障所有的数据都会丢失，大部分的控制器都是通过软件实现的，所以效能并不好。
创建RAID 11.格式化磁盘sdd，sde。
2.在终端中输入命令：mdadm -C -v /dev/md126 -l1 -n2 /dev/sdd1 /dev/sde1。
如图所示。
3.输入命令mdadm -D /dev/md126查看 RAID1 的信息。
如下图：4.输入命令：cat /proc/mdstat查看目前磁盘阵列的运行情况，如图所示。
以RAID阵列有一个冗余组数据同步的初始化过程(resync)。
Raid1的使用（1）输入：fdisk -l /dev/md126，查看/dev/md126 设备是否存在，以及它的容量，它应该接近一块硬盘大小，如图所示。
图中显示md126大小为47.2GB（2）创建文件系统。
输入mkfs.ext3 /dev/md126（3）：挂载文件系统并使用输入命令：mkdir /softraid1 ; mount /dev/md126 /softraid1df –l /dev/md126 将raid1挂载到softraid1文件夹下（4）：RAID 的自动挂载。
输入命令gedit /etc/fstab 编辑文件，在下面加入：/dev/md126 /softraid1 ext3 defaults 0 0这样系统重新启动后会自动将/dev/md126 挂接到 /softraid1 目录下!Raid1的速度测试1.命令测试输入命令hdparm –tT /dev/md126 经过多次测试，速度稳定在500MB/sec左右。
2.软件测试RAID1的随机读取性能：好RAID1的随机写入性能：好RAID1的持续读取性能：一般RAID1的持续写入性能：好RAID1的优点：数据高可靠性，易于实现，设计简单。
RAID1的缺点：比RAID0相比速度较慢，特别是写入速度，另外就是我们仅仅能使用一半的硬盘容量。
Raid1故障测试：首先我们在raid1挂载的盘里面写入一个测试文档。