Linux RAID磁盘阵列

一、RAID磁盘阵列介绍

1、是Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列

2、把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘)从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术

3、组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)

4、常用的RAID级别

- RAID0， RAID1, RAID5，RAID6，RAID1+0等

二、RAID0磁盘阵列介绍

1、RAID 0（条带化存储）

• RAID 0 连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余

• RAID 0 只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据

• RAID 0 不能应用于数据安全性要求高的场合

N块硬盘并行组合成一个新的逻辑盘

2、RAID 1（镜像存储）

• 通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据

• 当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能

• RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性，当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据

N（偶数）块硬盘组合成一组镜像，N/2容量

3、RAID 5

• N (N>=3) 块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有1份校验数据,共N份数据在N块盘上循环均衡存储

• N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高

• (N-1) /N磁盘利用率

• 可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据

4、RAID 6

• N (N>=4) 块盘组成阵列，(N-2) /N磁盘利用率

• 与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块

• 两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用.

• 相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差

5、RAID 1+0（先做镜像，再做条带）

• N (偶数,N>=4)块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0

• N/2磁盘利用率

• N/2块盘同时写入，N块盘同时读取

• 性能高，可靠性高

6、RAID 0+1（先做条带，再做镜像）

• 读写性能与RAID 1 0相同

• 安全性低于RAID 1 0

RAID级别	硬盘数量	硬盘利用率	是否有校验	保护能力	写性能
RAID 0	N	N	无	无	单个硬盘的N倍
RAID 1	N（偶数）	N/2	无	允许一个设备故障	需写两对存储设备，互为主备
RAID 5	N>=3	（N-1）/N	有	允许一个设备故障	需写计算校验
RAID 6	N>=4	（N-2）/N	有	允许两个设备故障	需双重写计算校验
RAID 1 0	N>=4（偶数）	N/2	无	允许两个基组中各坏一个	N/2块盘同时写入

 

三、阵列卡介绍

1、阵列卡是用来实现RAID功能的板卡

2、通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的

3、不同的RAID卡支持的RAID功能不同

• 例如支持RAID0、RAID1、 RAID5、RAID10等

4、RAID卡的接口类型

• IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

四、阵列卡的缓存

1、缓存(Cache) 是RAID卡与外部总线交换数据的场所,RAID卡先将数据传送到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据

2、缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素

3、不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几兆到数百兆容量不等

五、创建软 RAID 磁盘阵列步骤

1、检查是否已安装mdadm软件包

rpm -q mdadm
yum install -y mdadm

 

2、使用fdisk工具将新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sde1.并且把分区类型的ID标记号改为“fd”

fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc
fdisk /dev/sdd
fdisk /dev/sde

 

3、创建 RAID 设备

#创建 RAID5
mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -15 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

 

-C: 表示新建；

-v: 显示创建过程中的详细信息。

/dev/md0: 创建RAID5 的名称。

-a yes: --auto: 表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略。

-l: 指定RAID的级别，15表示创建RAID5。

-n: 指定使用几块硬盘创建RAID， n3表示使用3块硬盘创建RAID。

/dev/sd[bcd]1: 指定使用这3块磁盘分区去创建RAID。

-x:指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘，x1表示保留1块空闲的硬盘作备用。

/dev/sde1: 指定用作于备用的磁盘。

#创建 RAID10 ( 先做镜象，再做条带)
mdadm -Cv /dev/md0 - -l1 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

#查看RAID磁盘详细信息
cat /proc/mdstat         #还能查看创建RAID的进度
或者
mdadm -D /dev/md0

#用watch命令来每隔一段时间刷新/proc/mdstat的输出
watch -n 10 'cat /proc/mdstat’

#检查磁盘是否已做 RAID
mdaldm -E /dev/sd[b-e]1

 

4、创建并挂载文件系统

mkfs -t xfs /dev/md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak6.实现故障恢复
vim /etc/fstab
/dev/md0    /myraid    xfs    defaults    0  0

 

5、实现故障恢复

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1      #模拟/dev/ sdb1故障
mdadm -D /dev/md0                #查看发现sde1已顶替sdb1

 

6、创建 /etc/mdadm.conf 配置文件，方便管理软RAID的配置，比如启动、停止

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1 /dev/sde1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf

 

mdadm命令其它常用选项

-r: 移除设备
-a: 添加设备
-S: 停止RAID
-A: 启动RAID

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
mdadm /dev/md0 -a /dev/sde1

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
umount /dev/md0
mdadm -S /dev/md0
mdadm -As /dev/md0
#-s: 指查找 /etc/mdadm. conf 文件中的配置信息