Linux学习笔记之 10 Linux创建磁盘阵列

1 创建磁盘阵列

磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disks,RAID） 是由美国加州大学柏克菜分校与1987年提出的，其概念是将多个硬盘组成一个逻辑上的虚拟的硬盘。

使用磁盘阵列的好处：

• 整合多个硬盘
• 数据具有较高的安全性
• 提高存取效率

磁盘阵列的分类方式

• 按硬件设备来区分
• 按数据存储位置来区分：可分为7种

1.1 按数据存储位置来区分

• Linear：数据会先放在第一个硬盘，当此硬盘空间已经使用完时，在依次存储至2、3….个硬盘
• RAID-0：当写入一份数据时，会将数据切割成多个小区块，并将这些   区块分别存储到每个硬盘中
• RAID-1：把数据在每个硬盘中均存储一份，每个硬盘中所存储的数据是一模一样
• RAID-2：数据会以位（bit）为单位切割，并分别存储到各硬盘中，但存储时，此方法会额外保留若干数据的硬盘。支持同步校验码；
• RAID-3：一份数据会以字节（byte）为单位切割，并分别存储到个硬盘中，保留一个固定硬盘存储同位效验码
• RAID-4：一份数据会被切割成固定大小的小区块，并分别存储到个硬盘中。保留一个固定硬盘存储同位效验码
• RAID-5：一份数据会被切割成固定大小的小区块，并分别存储到个硬盘中。将同步校验码分散储存在所有的硬盘。

2 Linux支持的磁盘阵列

图1 Linux支持的磁盘阵列

2.1 Linux支持的磁盘阵列

    Linear模式的磁盘阵列，是将多个硬盘组成一个空间更大的硬盘。当存储数据时，会优先放在第1个硬盘中，直到第一个硬盘的空间用完，才会放到第2个硬盘，然后依次类推。

图2 Linux模式的磁盘阵列

2.2 硬件需求

    至少需要2个硬盘

    注：由于linear磁盘阵列实际上只具有硬盘   分区合并的效果，所以这2个硬盘分区并不需要有相同的容量的硬盘空间

3 创建磁盘阵列

    磁盘阵列的配置文件为/etc/raidtab

    注：默认并没有此配置文件，需要自行编辑

    1、创建配置文件

        Raiddev /dev/md0

        raid-level linear

        nr-raid-disks 2

chunk-size 32

persistent-superblock 1

        device /dev/hdb1

        raid-disk 0

        device /dev/hdc1

raid-disk 1

    2、初始化刚刚创建的/dev/md0磁盘阵列

          #mkraid /dev/md０

    3、重启，系统便会自动启动此磁盘阵列

    4、格式化并挂载此磁盘阵列

          #mke2fs –j /dev/md0

          #mount –t /ext3 /dev/md0 /mnt/raid

3.1 查看磁盘阵列状态记录文件，停止或启动磁盘阵列

    1、停止已启动的磁盘配额：

         先卸载已挂载的目录，然后再执行raidstop命令停止指定的磁盘阵列

            #umount /dev/md0

            #raidstop /dev/md0

        注：raidstop命令的作用仅到系统关机为止

    2、启动停止中的磁盘阵列

            #saidstart /dev/md0

    3、查看状态记录文件

           可以列出/proc/mdstat状态记录文件的内容

3.2 变更磁盘阵列配置情况与删除磁盘阵列

    变更磁盘阵列配置情况

• 先执行raidstop命令停止磁盘阵列
• 修改/etc/raidtab配置文件
• 执行mkraid重新初始化磁盘阵

    删除磁盘阵列

• 先执行raidstop命令停止磁盘阵列
• 删除/etc/raidtab配置文件（或改名）

4 容错能力分析

    1、容错能力测试

        Linear模式虽然不具有容错能力，但如果有硬盘发生故障，并不会导致数据全毁。仍然可以挂载其他正常的硬盘分区，并挽回在这些硬盘中的数据

    2、不支持配用硬盘

    3、空间利用率分析

        如有N台硬盘组成linear磁盘阵列，且每台硬盘的容量均为S，则可存储数据的总容量为N*S

    4、读写性能分析

5 创建RAID-5磁盘阵列

ARID-5磁盘阵列存储方式是利用同位校验码的方式来达到数据容错的目的。具体是RAID-5将数据分成大小相同的区块，并分别存储到不同的硬盘中，会保留硬盘的一部分来存储同位校验码。

5.1 硬件需求

    由于RAID-5需要存储同位校验码，因此要创建此模式的磁盘阵列，至少需要3个以上的硬盘。硬盘大小最好一致，否则就算有一个硬盘的容量比较大，RAID-5也是不会使用那些多出来的。

5.2 创建磁盘阵列

    我们以3个硬盘的分区hdb1、hdc1、hdd1组成RAID-5的磁盘阵列，并讲解如何创建/etc/raidtab磁盘阵列配置文件：

        raiddev      /dev/md0    //指定磁盘阵列名称

        raid-level      5           //指定使用的RAID-5磁盘阵列

        nr-raid-disks  3      //此磁盘阵列由３个硬盘所组成

        nr-spare-disks 0  //此磁盘阵列的备用硬盘数目

        chunk-size     32 //当数据要写入磁盘阵列时，每个写入的大小（单位为ＫＢ，且必须为２的幂次方）．此设置值的大小，会影响磁盘阵列的读写效率，不过理想的设置值，则按每不计算机的使用情况而异，并无绝对的结果．

        persistent-superblock 1

　        //设置是否要写入磁盘的superblock:设成“１”表示写入，否则设成“０”．若将此参数设成“１”则当磁盘阵列中有硬盘损坏时，系统仍可继续启动；若有备用硬盘，也会同时启用备用硬盘

        parity-algorithm  left-symmetric

          //指定要用哪一种算法计算同位校验吗，可使用的算法有left-symmetric,left-asymmetric,right-symmetric 及right-asymmetric等４种．一般采用left-symmetric能有最好的存取效率

        device  /dev/hdb1  //指定所有使用的第１个硬盘分区名称

        raid-disk   0   //设置上述的分区是此磁盘阵列所使用的第１个硬盘（编号由“０”开始）

        device  /dev/hdc1  //指定所要使用的第２个硬盘分区名称

        raid-disk   １   //设置上述的分区是此磁盘阵列所使用的第2个硬盘

        device  /dev/hdd1  //指定所要使用的第3个硬盘分区名称

        raid-disk   2   //设置上述的分区是此磁盘阵列所使用的第3个硬盘

创建好配置文件，然后执行mkraid、mke2fs及mount命令

5.3 查看磁盘阵列状态记录

    当初始化或存储大量数据到RAID-5磁盘阵列时，系统会执行硬盘间的同步，以确保数据正确无误。因此，如果发觉计算机的硬盘指示灯闪烁不停，即可列出/proc/mdstat状态记录文件，查看磁盘阵列是否正在同步硬盘的数据。

5.4 容错能力分析

    1、容错能力测试

    2、支持备用硬盘：

        由于RAID-5磁盘阵列具有容错能力，因此也支持了备用硬盘。要加上备用硬盘，可以自行修改/etc/raidtab配置文件。修改完以后保存退出，依次执行raidstop及mkraid命令

    3、空间利用率分析

    4、读写性能分析