Linux——RAID磁盘阵列及配置

一、RAID磁盘阵列介绍

1、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：RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID 6，RAID 1+0 等

2、常见的几种RAID

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

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RAID1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

• 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

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
• 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，再做镜像）

• 读写性能与RAID 10相同
• 安全性低于RAID 10

3、各级别AID对比

RAID级别	硬盘数量	硬盘使用率	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 10	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

二、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

三、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

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

选项	说明
-C	表示新建
-v	显示新建过程中的详细信息
/dev/md0	创建RAID 5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，-l5 表示RAID 5
-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	指定使用者三块磁盘分区去创建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	指定用于备用的磁盘

#创建RAID10（先做镜像，再做条带）
mdadm -Cv /dev/md0 -11 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -11 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -10 -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
mdadm -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.bak
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命令其他常用选项

选项	说明
-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