Linux基础-----RAID磁盘阵列
目录
一.RAID简述和磁盘阵列卡
二.不同级别RAID的详解
三.搭建RAID 0
四.搭建RAID 1
五.搭建RAID5
六.搭建RAID1+0
一.RAID简述和磁盘阵列卡
- RAID是把多块独立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具有更高存储性能和存储容量的数据备份技术
- 磁盘阵列卡，是用来实现RAID功能的板块。而且RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种，硬RAID通常由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，而软RAID是通过软件并且使用CPU的RAID卡，但是软RAID占用的CPU资源比较高
二.不同级别RAID的详解
- RAID 0称为条带化存储，它以连续位或字节为单位进行数据分割，将数据分段存储在各个硬盘之中，并行读写数据，因此具有很高的数据传输速率，可以达到单个硬盘的N倍（N是硬盘的数量），但是由于没有数据冗余单个硬盘的损坏会影响所有数据，数据安全性较低。如下图：
- RAID 1称为镜像存储，它通过数据镜像实现数据备份，是在成对的独立磁盘产生互为备份的数据，所有写速率较慢，但是原始数据繁忙时可以从镜像文件中拷贝读取数据，所以相对来说读取性能较好，RAID 1的数据安全性很高，但是磁盘利用率最低，如果N个磁盘组合成一组镜像，只能利用其中N/2的磁盘，结构图如下
- RAID 5是一种存储性能、数据安全与存储成本都兼顾的存储方法。一般由3块或3块以上的磁盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份数据校验，共有N份数据N块盘循环均衡存储，由于时所有盘同时读写，读性能很高，但是有校验机制，写性能相对不高，而且RAID 5的容量所有磁盘块数减一，可靠性高，允许损坏一块磁盘
- RAID 6采用双重校验技术，两个独立的奇偶系统使用不同的算法使得数据可靠性很高，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用，但是相对来说它的写性能较差，RAID 6至少有4块磁盘，它的利用率为（N-2）/N，N为它的磁盘总数
- RAID 1 + 0，就是RAID 1和RAID 0的结合，先做数据的备份（安全性），再做条带（数据传输率），兼顾了RAID 1的容错能力和RAID 0的读写数据的优点，性能、可靠性都比较高，一般RAID1+0磁盘个数是4块以上且为偶数，容量是磁盘块数的一半。
- 类似的混合还有RAID0+1，二者在读写性能上差别不大，但是在安全性上RAID1+0要好于RAID0+1
三.搭建RAID 0
- 搭建RAID 0的步骤
1.在磁盘空间准备2块磁盘并且分区
sdb1，sdc1
2.并将这两块磁盘的的文件系统的ID修改为
fd，对应为“Linux raid autodetect”
3.使用mdadm工具创建RAID设备，如：
mdadm -C -v /dev/md0 -l0 -n2 /dev/sd[b-c]1
-C代表创建；-v指定名称；-l指定raid的级别；-n指定使用几块磁盘
4.查看创建的RAID设备的详细信息
mdadm -D /dev/md0
5.格式化并挂载RAID 0
mkfs.xfs /dev/md0
mkdir /raid0 (创建一个挂载点)
mount /dev/md0 /raid0/
6.查看是否能够使用
df -hT
- 实例
查看创建的磁盘
[root@192 ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000be365
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 12584959 6291456 83 Linux
/dev/sda2 12584960 33556479 10485760 83 Linux
/dev/sda3 33556480 41945087 4194304 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda4 41945088 83886079 20970496 5 Extended
/dev/sda5 41947136 62918655 10485760 83 Linux
磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘 /dev/sdc：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
[root@192 ~]#
给磁盘分区并且修改文件系统的ID
[root@192 ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000be365
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 12584959 6291456 83 Linux
/dev/sda2 12584960 33556479 10485760 83 Linux
/dev/sda3 33556480 41945087 4194304 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda4 41945088 83886079 20970496 5 Extended
/dev/sda5 41947136 62918655 10485760 83 Linux
磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x814f491d
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
磁盘 /dev/sdc：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xe3486ea3
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdc1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
[root@192 ~]#
查看是否有mdadm工具，创建RAID设备
[root@192 ~]# rpm -q mdadm
mdadm-4.0-5.el7.x86_64
[root@192 ~]# mdadm -C -v /dev/md0 -l0 -n2 /dev/sd[b-c]1
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
[root@192 ~]# 查看创建RAID设备的详细信息
[root@192 ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Mon Nov 4 18:05:33 2019
Raid Level : raid0
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 2
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Mon Nov 4 18:05:33 2019
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Chunk Size : 512K
Consistency Policy : none
Name : 192.168.43.133:0 (local to host 192.168.43.133)
UUID : 4866581c:81a51bd4:d3c2c70c:d900cccc
Events : 0
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 17 0 active sync /dev/sdb1
1 8 33 1 active sync /dev/sdc1
[root@192 ~]#
格式化并且挂载，查看挂载信息
[root@192 ~]# mkfs.xfs /dev/md0
meta-data=/dev/md0 isize=512 agcount=16, agsize=654720 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=10475520, imaxpct=25
= sunit=128 swidth=256 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=5120, version=2
= sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@192 ~]# mkdir aaa
[root@192 ~]# mount /dev/md0 ./aaa
[root@192 ~]# df -tH
df: 未处理文件系统
[root@192 ~]# df -hT
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2 xfs 10G 3.3G 6.8G 33% /
devtmpfs devtmpfs 474M 0 474M 0% /dev
tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 489M 7.2M 481M 2% /run
tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 10G 37M 10G 1% /home
/dev/sda1 xfs 6.0G 158M 5.9G 3% /boot
tmpfs tmpfs 98M 12K 98M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 98M 0 98M 0% /run/user/0
/dev/md0 xfs 40G 33M 40G 1% /root/aaa
[root@192 ~]#
四.搭建RAID 1
- 搭建RAID 1的步骤
1.在磁盘空间准备3块磁盘并且分区，其中一块作为备份
sdb1，sdc1，sdd1
2.并将这3块磁盘的的文件系统的ID修改为
fd，对应为“Linux raid autodetect”
3.使用mdadm工具创建RAID设备，如：
mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c]1 -x1 /dev/sdd1
-C代表创建；-v指定名称；-l指定raid的级别；-n指定使用几块磁盘；-x指定备用磁盘（后面加磁盘数量）
4.查看创建的RAID设备的详细信息
mdadm -D /dev/md1
5.格式化并挂载RAID 1
mkfs.xfs /dev/md1
mkdir /raid1 (创建一个挂载点)
mount /dev/md1 /raid1/
6.查看是否能够使用
df -hT
7.模拟损坏磁盘(sdb1)
mdadm -f /dev/md1 /dev/sdb1
8.使用mdadm -D /dev/md1命令，查看备用磁盘是否被使用
- 实例
添加磁盘，并且创建分区，修改文件系统ID号
[root@192 ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xb1a8f03c
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
磁盘 /dev/sdc：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc52b85ae
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdc1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
磁盘 /dev/sdd：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x23b03d5d
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdd1 2048 41943039 20970496 fd Linux raid autodetect
磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000be365
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 12584959 6291456 83 Linux
/dev/sda2 12584960 33556479 10485760 83 Linux
/dev/sda3 33556480 41945087 4194304 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda4 41945088 83886079 20970496 5 Extended
/dev/sda5 41947136 62918655 10485760 83 Linux
[root@192 ~]#
创建RAID设备，并查看加载情况
[root@192 ~]# mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c] -x1 /dev/sdd1
mdadm: partition table exists on /dev/sdb
mdadm: partition table exists on /dev/sdb but will be lost or
meaningless after creating array
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
may not be suitable as a boot device. If you plan to
store '/boot' on this device please ensure that
your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
--metadata=0.90
mdadm: partition table exists on /dev/sdc
mdadm: partition table exists on /dev/sdc but will be lost or
meaningless after creating array
mdadm: size set to 20954112K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.
[root@192 ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdd1[2](S) sdc[1] sdb[0]
20954112 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
[===============>.....] resync = 79.2% (16604544/20954112) finish=0.3min speed=200028K/sec
unused devices:
[root@192 ~]#
查看详细信息
[root@192 ~]# mdadm -D /dev/md1
/dev/md1:
Version : 1.2
Creation Time : Mon Nov 4 20:22:51 2019
Raid Level : raid1
Array Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 3
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Mon Nov 4 20:24:35 2019
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 3
Failed Devices : 0
Spare Devices : 1
Consistency Policy : resync
Name : 192.168.43.133:1 (local to host 192.168.43.133)
UUID : ec7cfe85:60558d74:a036d07a:85d967cf
Events : 17
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
1 8 32 1 active sync /dev/sdc
2 8 49 - spare /dev/sdd1
格式化并且挂载RAID1，查看挂载情况
[root@192 ~]# mkfs.xfs /dev/md1
meta-data=/dev/md1 isize=512 agcount=4, agsize=1309632 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=5238528, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@192 ~]# mkdir aaa
[root@192 ~]# mount /dev/md1 ./aaa
[root@192 ~]# df -hT
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2 xfs 10G 3.3G 6.8G 33% /
devtmpfs devtmpfs 474M 0 474M 0% /dev
tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 489M 7.2M 481M 2% /run
tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 10G 37M 10G 1% /home
/dev/sda1 xfs 6.0G 158M 5.9G 3% /boot
tmpfs tmpfs 98M 12K 98M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 98M 0 98M 0% /run/user/0
/dev/md1 xfs 20G 33M 20G 1% /root/aaa
[root@192 ~]#
损坏sdb，查看备用磁盘会不会使用
[root@192 ~]# mdadm -f /dev/md1 /dev/sdc
mdadm: set /dev/sdc faulty in /dev/md1
[root@192 ~]# mdadm -D /dev/md1
/dev/md1:
Version : 1.2
Creation Time : Mon Nov 4 20:22:51 2019
Raid Level : raid1
Array Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 3
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Mon Nov 4 20:46:53 2019
State : active, degraded, recovering
Active Devices : 1
Working Devices : 2
Failed Devices : 1
Spare Devices : 1
Consistency Policy : resync
Rebuild Status : 7% complete
Name : 192.168.43.133:1 (local to host 192.168.43.133)
UUID : ec7cfe85:60558d74:a036d07a:85d967cf
Events : 21
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
2 8 49 1 spare rebuilding /dev/sdd1
1 8 32 - faulty /dev/sdc
五.搭建RAID5
- 步骤
1.在磁盘空间准备4块磁盘并且分区，其中一块作为备份
sdb1，sdc1，sdd1，sde1
2.并将这4块磁盘的的文件系统的ID修改为
fd，对应为“Linux raid autodetect”
3.使用mdadm工具创建RAID设备，如：
mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sdf1
-C代表创建；-v指定名称；-l指定raid的级别；-n指定使用几块磁盘；-x指定备用磁盘（后面加磁盘数量）
4.查看创建的RAID设备的详细信息
mdadm -D /dev/md5
5.格式化并挂载RAID 1
mkfs.xfs /dev/md5
mkdir /raid5 (创建一个挂载点)
mount /dev/md5 /raid5/
6.查看是否能够使用
df -hT
注：RAID6的步骤和RAID5差不多，区别在于raid的级别变为6，而且使用四块磁盘，可以用两块备用磁盘
六.搭建RAID1+0
- 步骤
1.在磁盘空间准备4块磁盘并且分区
sdb1，sdc1，sdd1，sde1
2.并将这4块磁盘的的文件系统的ID修改为
fd，对应为“Linux raid autodetect”e
3.使用mdadm工具创建第一个raid1，如下：
mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c]1
4.使用mdadm工具创建第二个raid1，如下：
mdadm -C -v /dev/md2 -l1 -n2 /dev/sd[d-e]1
5.将上面的两个raid1创建成raid0
mdadm -C -v /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1 /dev/md2
6.查看创建的RAID设备的详细信息
mdadm -D /dev/md10
6.格式化并挂载md10
mkfs.xfs /dev/md10
mkdir /raid10 (创建一个挂载点)
mount /dev/md10 /raid10/
6.查看是否能够使用
df -hT注：在raid1，raid5，raid6，raid10中都可以添加备份磁盘，在使用-n命令时注意它指定的是当前使用的磁盘块数。
- 实例
安装四块磁盘，分区修改ID
创建raid设备
[root@192 ~]# mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c]1
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
may not be suitable as a boot device. If you plan to
store '/boot' on this device please ensure that
your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
--metadata=0.90
mdadm: size set to 20954112K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.
[root@192 ~]# mdadm -C -v /dev/md2 -l1 -n2 /dev/sd[d-e]1
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
may not be suitable as a boot device. If you plan to
store '/boot' on this device please ensure that
your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
--metadata=0.90
mdadm: size set to 20954112K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md2 started.
[root@192 ~]# mdadm -C -v /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1 /dev/md2
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md10 started.
查看raid详细信息
[root@192 ~]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Mon Nov 4 21:25:58 2019
Raid Level : raid0
Array Size : 41875456 (39.94 GiB 42.88 GB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 2
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Mon Nov 4 21:25:58 2019
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Chunk Size : 512K
Consistency Policy : none
Name : 192.168.43.133:10 (local to host 192.168.43.133)
UUID : f47aede9:49ccde7b:be5b02c1:2578a62f
Events : 0
Number Major Minor RaidDevice State
0 9 1 0 active sync /dev/md1
1 9 2 1 active sync /dev/md2
[root@192 ~]#
格式化并挂载，创建好的raid
[root@192 ~]# mkdir aaa
[root@192 ~]# mkfs.xfs /dev/md10
meta-data=/dev/md10 isize=512 agcount=16, agsize=654208 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=10467328, imaxpct=25
= sunit=128 swidth=256 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=5112, version=2
= sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@192 ~]# mount /dev/md10 aaa
[root@192 ~]# df -hT
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2 xfs 10G 3.3G 6.8G 33% /
devtmpfs devtmpfs 474M 0 474M 0% /dev
tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 489M 7.2M 481M 2% /run
tmpfs tmpfs 489M 0 489M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda5 xfs 10G 37M 10G 1% /home
/dev/sda1 xfs 6.0G 158M 5.9G 3% /boot
tmpfs tmpfs 98M 12K 98M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 98M 0 98M 0% /run/user/0
/dev/md10 xfs 40G 33M 40G 1% /root/aaa
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