磁盘阵列-RAID

磁盘阵列-RAID

Redundant Array of Independent Disk（RAID）独立冗余磁盘阵列，最初是为了组合小的廉价磁盘来替代大的昂贵的磁盘，同时希望磁盘失效时不会使数据的访问搜损失而开发出一定水平的数据保护技术。

RAID0

• 至少需要两块磁盘
• 数据条带化，分布到磁盘，高的读写性能，高存储利用率
• 数据没有荣誉策略，一块磁盘故障，数据无法恢复
• 场景：
  • 对性能要求高但对数据安全性与可靠性要求不高的场景，如音频、视频

RAID1

• 至少需要两块磁盘
• 数据>镜像备份>写入磁盘(工作盘和镜像盘)，可靠性高，磁盘利用率为50%
• 读性能相比写性能好
• 一块磁盘故障，不会影响数据的读写
• 场景：
  • 对数据安全可靠性要求较高的场景：邮件系统、交易系统等
    

RAID5

• 至少需要三块磁盘
• 数据条带化存储在磁盘，读写性能好，磁盘利用率为(n-1)/n
• 一块磁盘故障，可根据其他数据库和对应的校验数据重构损坏数据（消耗性能）
• 兼顾存储，数据安全和成本的各方面因素

RAID6

• 至少需要4块磁盘
• 数据条带化存储在磁盘，读取性能好，容错能力强
• 采用双重校验方式保证数据安全
• 如果2块磁盘同时故障，可以通过两个校验数据重构磁盘数据
• 成本高，搭建复杂
  

RAID10

• RAID1和RAID0的组合
• 至少需要4块磁盘
• 两块磁盘为一组先做RAID1，再将做好的RAID1做RAID0
• 兼顾数据冗余和读写性能

软RAID创建

创建RAID0

准备一块磁盘，分成多个区

yum -y install mdadm
#创建raid0

[root@workstation ~]# mdadm --create /dev/md0 --raid-devices=2 /dev/sdc[12] --level=0
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
#查看RAID信息
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid0]
md0 : active raid0 sdc2[1] sdc1[0]
      4188160 blocks super 1.2 512k chunks

unused devices: 

#查看指定RAID信息

[root@workstation ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Aug  4 03:32:04 2023
        Raid Level : raid0
        Array Size : 4188160 (3.99 GiB 4.29 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Aug  4 03:32:04 2023
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : none

              Name : workstation:0  (local to host workstation)
              UUID : bae959ef:7318753c:91ebd9b8:9a4a7f3b
            Events : 0

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       33        0      active sync   /dev/sdc1
       1       8       34        1      active sync   /dev/sdc2
#格式化挂载使用
[root@workstation ~]# mkfs.ext4 /dev/md0

[root@workstation ~]# mount /dev/md0 /mnt01

创建RAID1

[root@workstation ~]# mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/sdc[12]
#查看状态信息
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdc2[1] sdc1[0]
      2094080 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

unused devices: 

[root@workstation ~]# mkfs.ext4 /dev/md1
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
131072 inodes, 523520 blocks
26176 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=536870912
16 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
#挂载
[root@workstation ~]# mkdir /mnt01
[root@workstation ~]# mount /dev/md1 /mnt01
[root@workstation ~]# lsblk
NAME                    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda                       8:0    0   20G  0 disk
├─sda1                    8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2                    8:2    0   19G  0 part
  ├─centos_servera-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─centos_servera-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb                       8:16   0   20G  0 disk
└─sdb1                    8:17   0   20G  0 part
sdc                       8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1                    8:33   0    2G  0 part
│ └─md1                   9:1    0    2G  0 raid1 /mnt01
└─sdc2                    8:34   0    2G  0 part
  └─md1                   9:1    0    2G  0 raid1 /mnt01
sr0                      11:0    1  918M  0 rom

#模拟一块盘失效

[root@workstation ~]# mdadm /dev/md1 -f /dev/sdc1
mdadm: set /dev/sdc1 faulty in /dev/md1
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdc2[1] sdc1[0](F)
      2094080 blocks super 1.2 [2/1] [_U]

unused devices: 
#移除失效盘

[root@workstation ~]# mdadm /dev/md1 -r /dev/sdc1
mdadm: hot removed /dev/sdc1 from /dev/md1
[root@workstation ~]# mdadm -D /dev/md1
/dev/md1:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Aug  4 04:03:58 2023
        Raid Level : raid1
        Array Size : 2094080 (2045.00 MiB 2144.34 MB)
     Used Dev Size : 2094080 (2045.00 MiB 2144.34 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 1
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Aug  4 04:20:06 2023
             State : clean, degraded
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : workstation:1  (local to host workstation)
              UUID : 2d7ed32a:ed703ee1:eaa2a801:4391bfcd
            Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       -       0        0        0      removed
       1       8       34        1      active sync   /dev/sdc2
#加入新磁盘
[root@workstation ~]# mdadm /dev/md1 -a /dev/sdc1
mdadm: added /dev/sdc1
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdc1[2] sdc2[1]
      2094080 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

unused devices: 

创建RAID5

准备四块磁盘分区

[root@workstation ~]# lsblk | grep sdc
sdc                       8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1                    8:33   0    1G  0 part
├─sdc2                    8:34   0    1G  0 part
├─sdc3                    8:35   0    1G  0 part
└─sdc4                    8:36   0    1G  0 part



[root@workstation ~]# mdadm -C /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdc{1,2,3,4}
#挂载
[root@workstation ~]# mkdir /usr-mnt
[root@workstation ~]# mount /dev/md5 /usr-mnt
#标记一块盘失效

mdadm: set /dev/sdc4 faulty in /dev/md5
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md5 : active raid5 sdc3[4] sdc4[3](F) sdc2[1] sdc1[0]
      2093056 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]

unused devices: 
#raid5依然可用

[root@workstation ~]# echo "hello" > /usr-mnt/file
[root@workstation ~]# ls /usr-mnt/file
/usr-mnt/file