linux系统之RAID

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南柯大梦 2019-02-19 19:17:56 ©著作权

文章标签 linux raid 文章分类 运维

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一、什么是RAID？ RAID，是英文Redundant Array of Independent Disks 的缩写，翻译成中文意思是“独立磁盘冗余阵列”，有时也简称磁盘阵列（Disk Array）。

简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（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的技术。

组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别（RAID Levels）。

常见的RAID级别包括RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID10（1+0）。各级别对比如下：

| RAID级别 | 最少硬盘 | 最大容错 |可用容量|读取性能|写入性能|安全性|目的|应用产业 | -------- | -------- | -------- | |0 |2| 0| 0 |n |n |一个硬盘异常，全部硬盘都会异常 |追求最大容量、速度| 3D产业实时渲染、视频剪接、告诉缓存 |1 |2| n-1 |1| n| n-1| 最高，只需一个硬盘正常即可| 追求最大安全性 |个人，企业备份 |5 |3 |1 |n-1 |n-1 |n-1 |高，允许坏一块硬盘 |追求最大容量，最小预算 |个人，企业备份 |6 |4 |2| n-2| n-2| n-2| 高，允许坏2块硬盘 |追求高大容量，最小预算| 个人，企业备份 |10| 4 |n/2| n/2| n| n/2| 安全性高| 综合raid0和raid1优点，理论速度较快 |大型数据库，服务器

注： n，代表硬盘总数 raid10，是raid1和raid0的组合体，先两两制作成raid1，以保证数据安全，再将两个raid1制作成raid0，以保证最大读写性能。

二、RAID的种类 RAID可分为硬件RAID和软件RAID。硬件RAID：通过用硬件来实现RAID功能的就是硬件RAID，如各种RAID卡，还有主板集成能够做的RAID都是硬件。

软件RAID：通过操作系统来完成RAID功能的就是软RAID，比如：在Linux操作系统下，用3块硬盘做的RAID5。

硬件RAID和软件RAID的区别： 1、性能这是最重要的一个方面，用RAID就是为了提高性能。从理论上说，使用RAID0可以获得使用单硬盘双倍的速度，用软／硬RAID0都可以接近这个速度。使用软RAID的CPU占用率要高一些，所以在性能上，硬RAID要领先。

2、兼容性目前主流的服务器新版操作系统基本都支持软RAID，但是如果操作系统出了问题，软RAID就挂了。硬RAID的兼容性要好很多，万一系统出了问题，做系统维护、数据恢复也方便多了。

3、安全性软RAID安全性不好，当有一块硬盘损坏时，它不能实现重建的功能，而且它的局限性也很在，而硬RAID有硬盘丢失时，它可以实现重建，以及如果RAID卡损坏时，它可以通过更换RAID卡，实现不丢失数据的功能。

4、稳定性做RAID是为了追求性能，市面上主流7.2k硬盘的发热量普遍较大，同时在机箱里放上两块，散热就已经是个问题，更何况是三块。毕竟稳定压倒一切，要是硬盘被烧毁就得不偿失了。况且，有些机箱根本放不下三块硬盘。因此使用硬RAID的稳定性要高一些。

三、实验系统环境 1、系统环境：实验环境：Vmware Workstation Pro 14 系统平台：CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) RAID管理工具软件包：mdadm-4.0-5.el7.x86_64

2、设置磁盘在Vmware Workstation Pro 14里模拟增加磁盘，此实验，将创建raid0、raid1、raid5。

raid0需要两块硬盘； raid1需要两块硬盘； raid5需要四块硬盘；

所以这里添加八块物理硬件，每块5GB。

重复7次添加。

到此添加硬盘成功，开启虚拟机。

3、安装RAID管理工具 yum install mdadm -y #这里使用的是本地yum仓库。

到此准备工作完毕，开始着手创建RAID了。

四、创建raid0 1、新建分区直接将一个磁盘分为一个主分区

将该主分区更改分区类型：fd 是linux系统的raid类型。

查看现在的状态

同样的操作再来一次：

2、创建raid0 [root@lq1 ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -l0 -n2 /dev/sd[bc]1

注： -C　　--create　创建阵列； -v 显示创建过程； -a　　--auto　　同意创建设备，如不加此参数时必须先使用mknod 命令来创建一个RAID设备，不过推荐使用-a yes参数一次性创建； -l　　 --level　　　阵列模式，支持的阵列模式有 linear, raid0, raid1, raid4, raid5, raid6, raid10, multipath, faulty, container； -n --raid-devices 阵列中活动磁盘的数目，该数目加上备用磁盘的数目应该等于阵列中总的磁盘数目； /dev/md0　　　　阵列的设备名称； /dev/sd{b,c}1　　参与创建阵列的磁盘名称；

3、查看raid0状态 [root@lq1 ~]# cat /proc/mdstat #查看raid工作状态

[root@lq1 ~]# mdadm -D /dev/md0 #查看raid0的详细信息

说明：

| Raid Level | 阵列级别 | | -------- | -------- | -------- | |Array Size| 阵列容量大小； |Raid Devices| RAID成员的个数； |Total Devices | RAID中下属成员的总计个数，因为还有冗余硬盘或分区，也就是spare，为了RAID的正常运珩，随时可以推上去加入RAID的； |State | clean, degraded, recovering 状态，包括三个状态，clean 表示正常，degraded 表示有问题，recovering 表示正在恢复或构建； |Active Devices | 被激活的RAID成员个数； |Working Devices | 正常的工作的RAID成员个数； |Failed Devices | 出问题的RAID成员； |Spare Devices | 备用RAID成员个数，当一个RAID的成员出问题时，用其它硬盘或分区来顶替时，RAID要进行构建，在没构建完成时，这个成员也会被认为是spare设备； |UUID | RAID的UUID值，在系统中是唯一的；

4、创建RAID配置文件/etc/mdadm.conf RAID 的配置文件为/etc/mdadm.conf，默认是不存在的，需要手工创建。该配置文件的主要作用是系统启动的时候能够自动加载软RAID，同时也方便日后管理。但不是必须的，推荐对该文件进行配置。

/etc/mdadm.conf文件内容包括：由DEVICE 选项指定用于软RAID的所有设备，和ARRAY 选项所指定阵列的设备名、RAID级别、阵列中活动设备的数目以及设备的UUID号。

创建/etc/mdadm.conf [root@lq1 ~]# echo DEVICE /dev/sd{b,c}1 >> /etc/mdadm.conf [root@lq1 ~]# mdadm -Evs >> /etc/mdadm.conf

5、格式化磁盘阵列 [root@lq1 ~]# mkfs.xfs /dev/md0

6、创建挂载目录并挂载 [root@lq1 ~]# mkdir /opt/md0/ [root@lq1 ~]# mount /dev/md0 /opt/md0/ [root@lq1 ~]# df -hT 从上如可以看出，/dev/md0的可用大小为10G。

7、写入/etc/fstab 为了下次开机还能正常使用RAID设备，需要将挂载的信息写入/etc/fstab 文件中。

然后重启开机测试是否自动挂载，到此raid0创建完毕。

五、创建RAID1 1、新建分区类型

2、创建raid1 [root@lq1 ~]# mdadm -C /dev/md1 -ayes -l1 -n2 /dev/sd[d,e]1

3、查看raid的状态

4、查看raid1 的信息说明：Used Dev Size : RAID单位成员容量大小，也就是构成RAID的成员硬盘或分区的总容量的大小。

5、添加raid1到raid配置文件/etc/mdadm.conf中，并修改 [root@lq1 ~]# echo DEVICE /dev/sd{d,e}1 >> /etc/mdadm.conf [root@lq1 ~]# mdadm -Evs >> /etc/mdadm.conf 修改成以下内容：

6、格式化raid1 [root@lq1 ~]# mkfs.xfs /dev/md1

7、建立挂载点并挂载 [root@lq1 ~]# mkdir /opt/md [root@lq1 ~]# mount /dev/md1 /opt/md1

8、写入到/etc/fstab文件中，实现开机自动挂载

然后reboot 测试开机是否自动挂载，raid1 创建完毕。

六、创建RAID5 RAID5 至少需要三块硬盘，我们拿/dev/sdf, /dev/sdg, /dev/sdh, /dev/sdi 这四块硬盘来做实验，三块做为活动盘，另一块做为热备盘。

1、新建分区并修改分区类型

2、开始创建RAID5 mdadm -C /dev/md5 -ayes -l5 –n3 -x1 /dev/sd[f,g,h,i]1 说明： "-x1" 或"--spare-devices=1" 表示当前阵列中热备盘只有一块，若有多块热备盘，则将"--spare-devices" 的值设置为相应的数目。