Linux的RAID配置

RAID磁盘阵列介绍

• 是Redundant Array of Independent Disks的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列
• 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
• 组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)
• 常用的RAID级别
  ●RAID0，RAID1, RAID5，RAID6 ，RAID1+0等

 RAID 0 （条带化储存）

• 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

 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

 RAID 5  （基于RAID 3更新而来）

• 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

 校验数据 ：只能恢复一个数据  

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

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

RAID 0+1 (先做条带，再做镜象)

• 读写性能与RAID 10相同
• 安全性低于RAID 10

RID 级别	硬盘数量	硬盘利用率	是否有校验	保护能力	写性能
RAID0	N	N	无	无	单个硬盘的N倍
RAID1	N（偶数）	N/2	无	允许一个设备故障	需要写两对存储设备
RAID5	N>=3	(N-1)/N	有	允许有一个设备故障	需要写计算校验数据
RAID6	N>=4	(N-2)/N	有	允许有两个设备故障	需要写双重计算校验数据
RAID10	N>=4	N/2	无	允许两个基组中各坏一个	N/2 块盘同时写入

 

 

 

 

 

 

 

 

阵列卡介绍

• 阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
• 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
• 不同的RAID卡支持的RAID功能不同
  例如支持RAID0、RAID1、 RAID5、 RAID10等
• RAID卡的接口类型
  IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

 

 

 

阵列卡的缓存

• 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
• 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
• 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

 

 案例：构建软RAID磁盘阵列

需求描述

●为inx服务器添加4块SCS硬盘
●使用mdadm软件包，构建RID5磁盘阵列，提高磁盘存储的性能和可靠性

 

步骤：

1.检查是否已经安装mdadm 软件包

 rpm -q mdadm                 # 查找有没有安装mdadm软件包

 yum install -y mdadm      #yum安装软件包

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ID改成“fd”

echo 'n

>p

>

>

>

>t

>fd

>w '   |  fdisk/dev/sdb

 (这个方法可以省略交互过程，且可以上键 连续使用命令 方便快捷 但要熟练fdisk工具的使用过程)

 3.创建RAID设备

mdadm -Cv /dev/md0 [-a yes] -l5 -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

 

cat /proc/mdstat                        #查看RAID磁盘详细信息 ，还能查看创建进度

或者

mdadm -D /dev/md0

watch -n 5 'cat /proc/mdstat '    #每五秒更新一次进度 

4.创建并挂载文件系统

mkfs -t xfs /dev/md0                        #格式化   

mkdir /myraid                                   #创建新目录

mount /dev/md0 /myraid/                 #挂载

df -Th                                                #查看

cp /etc/fstab /etc/fstab.bak                #复制

vim /etc/fstab                                     #修改

/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已近顶替sdb1

6.创建/etc/mdadm.conf 配置文件，方便管理软RAID的配置

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1 /dev/sde1' > /etc/mdadm.conf              （“>”覆盖重定向，覆盖原文件里面的内容）

mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf                           (“>>”追加重定向 ，再原文件后添加新内容)

 

mdadm命令其他常用选项

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