RAID磁盘阵列实验小结

RAID(Redundant Array of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列)，主要应用于大型企业和中小企业在数据保护方面。各个公司依靠不同级别的RAID所提供的冗余来保护他们的磁盘驱动器。其应用还是很广泛的。

RAID 还分为硬件RAID 和软件RAID，硬件RAID是通过RAID 卡来实现的，而软件RAID是通过软件来实现的；在企业级应用领域，大部份都是硬件RAID。而软件RAID由于性价比高，大多被中小型企业所采用。

硬件RAID是通过RAID卡把若干同等容量大小的硬盘，根据使用方向的不同，聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备（或RAID0，或RAID1,或者RAID5，或RAID10……），如果每个硬盘容量不一致，以最小容量的硬盘为基础；它的成员是整个硬盘。

软RAID是软把若干同等容量大小的硬盘或分区，根据使用方向的不同，聚合起来成为一个大的虚拟RAID设备（或RAID0，或RAID1,或者RAID5，或RAID10……），如果每个硬盘或分区容量不一致，以最小容量的硬盘或分区为基础。软RAID的成员是整个硬盘或分区。

由于硬件RAID价格昂贵，因此我们都是基于软件RAID来实验的。

OK，开始今天就说下经常见到的RAID0，RAID1和RAID5的基本操作。

RAID0 是把两个或两个以上的容量相同的硬盘或分区，通过RAID控制器，合为一个在容量上是RAID0下成员的容量的总和，在写入时，要向每个硬盘或分区同时写入数据。

RAID0 在读写速度上是比较快的，是普通不做RAID的两倍左右（注：实际速度和机器的硬件配置有关），所以RAID0常被用于对存储效率要求较高，但对数据安全性要求不高的应用解决方案中。

安全性：RAID0中有任何一个成员出现故障，整个RAID0就不能被激活。数据不能保障；

在虚拟机下新加三块磁盘，分别为sdb，sdc，sdd。大小为默认值20G，在sdb上做raid0的实验，在sdc上做raid1的实验，在sdd上做raid5的实验。好了，实验环境已经准备就绪，开始吧？

第一个要做的是RAID0的基本操作。

划分好sdb磁盘之后，要记得把sdb1和sdb2的磁盘类型改为fd型，因为只有fd型的磁盘才能设置RAID磁盘阵列。设置好后保存退出。下一步是用partprobe命令对刚刚划分的磁盘进行重新读取。如图所示：     
  
磁盘阵列的命令为mdadm，其主要参数为命令中各参数分别表示如下作用：“-C”指创建一个新的阵列；“/dev/md0”表示阵列设备名称；“-l 0”表示设置阵列模式，可以选择0、1、4、5、6，其分别对应RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6，这里设为RAID0模式；“-n  2”指设置阵列中活动设备的数目，该数目加上备用设备的数目应等于阵列中的总设备数；“-x1”设置阵列中备份设备的数目，当前阵列中含有1个备份设备（在后面的RAID5的实验中会用到）；“-c 64”指设置块的尺寸为64K，缺省为64K；“/dev/sd{1，2}”指当前阵列中包含的设备名称，也可以分开来写，中间用空格分开。

注：在mdadm之前不需要格式化磁盘，直接mdadm即可。

mdadm –V -c –a yes –l 1 –n 2 –c 64 / d e v / s d c { 1 , 2 }

创建完成后，RAID也就立即启动了。会出现如下一行的提示信息：

mdadm: array /dev/md0 started.
 

命令执行完毕后，可以用cat /proc/mdstat命令来查看一下md0阵列的参数。

 
接着格式化/dev/md0，并在root目录下创建raid0文件，之后挂载/dev/md0。

 

OK，RAID0的实验成功了，先来庆贺一下吧！^_^

接下来的实验是配置RAID1。其配置过程和RAID0实验的实验步骤类似。

RAID1就是把若干相同容量的硬盘或分区，成员与成员之间是镜像关系。在容量上，RAID1设备是单个成员的容量。比如两个80G的硬盘做成RAID1,这个RAID1的设备容量仍是80G。

因为RAID1存在镜像冗余，所以磁盘利用效率并不高，或者说是“浪费”。这种方案相对来说性价比并不高，一般很少应用。数据读写效率要比RAID0慢。

安全性：RAID1 中只要有一个成员是健康的，RAID1完全可以激活，而且数据绝对是完整安全的。如果所有的成员有故障，RAID1也就报废了。哈哈，这不是废话吗？

好了，开始吧！

划分sdc磁盘，建立sdc1和sdc2两个分区，修改分区类型为fd类型，完成后保存退出，执行partprobe命令，重新读取sdc1和sdc2分区。接着执行

mdadm –V-c –a yes –l 1 –n 2 –c64 /dev /sdc {1, 2}

创建完成后，RAID也就立即启动了。会出现如下一行的提示信息：

mdadm: array /dev/md1 started.

命令执行完毕后，可以用cat /proc/mdstat命令来查看一下md１阵列的参数。可以观察一下md0和md1各自blocks大小有什么不同之处。这要从RAID0和RAID1的磁盘阵列的不同之处来考虑了，想起来有什么不同了吗？

 

发散思维一下，RAID都在运行了，那么该如何停止呢？当然，mdadm命令可以 停止磁盘阵列啦。命令为：mdadm –stop /dev/md1

 

后面的步骤就是格式化md1，在root目录下建立/raid1目录，然后用mount命令将/dev/md1挂载到/raid1即可，至于验证的命令在这里就不赘述了。

接下来的实验是关于RAID5配置。

软RAID5也是冗余安全的，RAID5是把至少三个硬盘或分区通过软件虚拟成为一个大的存储设备。在容量上是(n-1)x单个硬盘（分区）容量。如果是四块磁盘分区做RAID5, 那么磁盘利用率就为75%，

 


由于RAID5在空间上损失比较小，有冗余安全保障，另外写入速度比较快。具有很高的性价比，所以被很多企业采用。

安全性：当RAID5中的成员中有一个发生故障时，RAID5一样能启动和正常运行，只要n-1（注n>3)块硬盘或分区的不出故障，RAID5上的数据就是安全，对于一个文件存到RAID5设备中，只有成员是n-1（注n>3)无故障时，这份文件才是完整的。 比如上图中RAID5由四个分区做的，当一个硬盘或分区挂掉了，并不影响整个RAID5上数据的完整性和安全性。

划分sdc磁盘，建立主分区sdd1、逻辑分区sdd2、扩展分区sdd6、sdd7、sdd8四个分区，修改分区类型为fd类型，完成后保存退出，执行partprobe命令，重新读取磁盘分区。接着执行

mdadm –v –C /dev/md2 –a yes –l  5 –n 3 –x 1 /de v/s dd {1, 5 ,6, ７}

创建完成后，RAID也就立即启动了。会出现如下的一行的提示信息：

mdadm: array /dev/md2 started.

 

命令执行完毕后，可以用mdadm　–detail /dev/md2命令来查看一下md２阵列的参数。可以看到，sdd分区处于空闲状态哇，

 

为了验证试验RAID5是否具有容错和恢复数据的功能，我们可以模拟这样的环境：在其中任一个处于工作状态的分区出现故障的情况下，阵列中的数据是否还可以读取，数据是否还能恢复到分区出现故障以前的状态。

具体思路为：首先向raid5中拷贝目录/var/log/和文件/etc/inittab,完成后查看一下，验证是否拷贝成功。

 

使用命令mount /edv/md2 –f /dev/sdd7 可以模拟RAID5中处于工作状态的sdd7分区出现故障。（然后运行mdadm /dev/md2  -r  /dev/sdd7 卸载掉，后面的步骤会用到，这里先不考虑） 

当再次执行mdadm –-mdtail /dev/md2时会发现故障出现之前处于空闲状态的sdd1分区自动转变为工作状态。

此时，为了尽快将数据恢复，我们必须重新加载上一块新磁盘，可以把刚刚卸载掉的sdd7重新加载上（实际上sdd7并没有出现故障，刚才只是用命令模拟出现故障）。执行命令为mdadm /dev/md2 –a /dev/sdd7 ,命令正确执行后，会出现mdadm：added /dev/sdd7 的字符提示。用mdadm –-detail /dev/md2 命令查看一下raid5的状态，可以看到，sdd7此时变成空闲状态。

 

 

 

 

切换到raid5目录下，查看一下数据是否还在。是否还可以正常读取。（其实个人觉得查看数据这个步骤还是在挂载sdd7之前来操作，这样会更有说服力，实际情况就是如此，当卸载掉sdd7后，sdd1很快就会把数据恢复到原来的样子。）

当然喽！我们再次还可以模拟sdd1分区出现故障，然后卸载掉sdd1。重复上面的步骤验证一下喽！