Raid配置与管理
一：Raid简介RAID（Redundant Array of Independent Disks,独立磁盘冗余阵列）可以提供较普通磁盘更高的速度、安全性，所以服务器在安装时都会选择创建RAID。RAID的创建有两种方式：软RAID（通过操作系统软件来实现）和硬RAID（使用硬件阵列卡）。
RAID技术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度，安全性和性价比。根据实际情况选择适当的RAID级别可以满足用户对存储系统可用性、性能和容量的要求。RAID级别主要有以下几种：RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4，RAID5，RAID6，RAID（0+1），RAID（1+0）等，经常使用的是RAID5和RAID（1+0），本文主要介绍RAID0，RAID1，RAID5以及RAID（1+0）。
二：常用RAID介绍RAID 0
striping（条带模式），至少需要两块磁盘，做RAID分区的大小最好是相同的（可以充分发挥并发优势）;数据分散存储于不同的磁盘上，在读写的时候可以实现并发，所以相对其读写性能最好；但是没有容错功能，任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据；
磁盘利用率为100%。
RAID 1
mirroring（镜像卷），至少需要两块硬盘，raid大小等于两个raid分区中最小的容量（最好将分区大小分为一样），数据有冗余，在存储时同时写入两块硬盘，实现了数据备份；
磁盘利用率为50%，即2块100G的磁盘构成RAID1只能提供100G的可用空间。
RAID 5
需要三块或以上硬盘，可以提供热备盘实现故障的恢复；只损坏一块，没有问题。但如果同时损坏两块磁盘，则数据将都会损坏；
RAID5把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和 相对应的数据分别存储于不同的磁盘上，其中任意N-1块磁盘上都存储完整的数据，也就是说有相当于一块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息。因此当RAID5的一个磁盘发生损坏 后，不会影响数据的完整性，从而保证了数据安全。当损坏的磁盘被替换后，RAID还会自动 利用剩下奇偶校验信息去重建此磁盘上的数据，来保持RAID5的高可靠性；
空间利用率：(n-1)/n（如4块硬盘利用率为3/4）；
RAID（1+0）
Raid 10是一个Raid 0与Raid1的组合体，它是利用奇偶校验实现条带集镜像，所以它继承了Raid0的快速和Raid1的安全。我们知道，RAID 1在这里就是一个冗余的备份阵列，而RAID 0则负责数据的读写阵列。其实，下图只是一种RAID 10方式，更多的情况是从主通路分出两路，做Striping操作，即把数据分割，而这分出来的每一路则再分两路，做Mirroring操作，即互做镜像；
磁盘利用率与RAID1一样为50%，但读写速度却是大大提升了；
三：实验环境
本次实验主要是针对软raid进行配置操作，需要准备5块硬盘（虚拟机）。
实验内容包含以下几点：
RAID0基本配置；
RAID1基本配置；
RAID5基本配置；
RAID(1+0)基本配置
四：实验步骤实验一.RAID0配置
1.添加一块sdb硬盘，分成2个主分区sdb1，sdb2
1 2 3 4 5 | [root@xuegod63 ~]# fdisk /dev/sdb [root@xuegod63 ~]# ll /dev/sdb* brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 15:42 /dev/sdb brw-rw---- 1 root disk 8, 17 Oct 31 15:42 /dev/sdb1 brw-rw---- 1 root disk 8, 18 Oct 31 15:42 /dev/sdb2 |
2.创建RAID0阵列
1 2 3 4 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -C -v /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb1 /dev/sdb2 mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md0 started. |
注：mdadm是raid管理工具，-C:创建新阵列；-v：显示详细信息；-l：设定磁盘阵列级别；-n：设定阵列成员数量
查看阵列信息
1 2 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=xuegod63.cn:0UUID=df3227be:0b8f7587:d9ac0626:8a33fc8b |
3.生成配置文件
[root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf
4.将配置好的RAID0阵列进行分区
1 2 3 4 | [root@xuegod63 ~]# fdisk /dev/md0 [root@xuegod63 ~]# ll /dev/md0* brw-rw---- 1 root disk 9, 0 Oct 31 16:01 /dev/md0 brw-rw---- 1 root disk 259, 0 Oct 31 16:01/dev/md0p1 |
5.格式化并挂载分区
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | [root@xuegod63 ~]# mkfs.ext4 /dev/md0p1 [root@xuegod63 ~]# mkdir /raid0 [root@xuegod63 ~]# mount /dev/md0p1 /raid0 [root@xuegod63 ~]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/sda3 18G 4.0G 13G 24% / tmpfs 495M 224K 495M 1% /dev/shm /dev/sda1 194M 30M 155M 16% /boot /dev/md0p1 485M 11M 449M 3% /raid0 |
raid0到此创建完成！
实验二.RAID1配置
1.添加一块sdc硬盘，分成3个主分区sdc1，sdc2，sdc3
1 2 3 4 5 6 | [root@xuegod63 ~]# fdisk /dev/sdc [root@xuegod63 ~]# ll /dev/sdc* brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 16:32 /dev/sdc brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 16:32 /dev/sdc1 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 16:32 /dev/sdc2 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 16:32 /dev/sdc3 |
2.创建RAID1阵列
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -C -v /dev/md1 -l 1 -n 2 -x1 /dev/sdc{1,2,3} mdadm: Note: this array has metadata at the startand may not be suitable as a bootdevice. If you plan to store '/boot' on this deviceplease ensure that your boot-loader understandsmd/v1.x metadata, or use --metadata=0.90 mdadm: size set to 1059200K Continue creating array? Continue creating array? (y/n) y mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md1 started. |
注：-x：阵列中备用盘的数量
3.生成配置文件
1 2 3 4 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@xuegod63 ~]#cat /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=xuegod163.com:0UUID=213f0f10:bbeb0493:60694473:8871242a ARRAY /dev/md1 metadata=1.2 spares=1 name=xuegod163.com:1UUID=ac519296:4c614e0e:a0e1da67:cb93eb66 |
注：spares=1表示：有热备盘1个
4.将配置好的RAID1阵列进行分区并挂载
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | [root@xuegod63 ~]# mkdir /raid1 [root@xuegod63 ~]# fdisk /dev/md1 [root@xuegod63 ~]# mkfs.ext4 /dev/md1p1 [root@xuegod63 ~]# mount /dev/md1p1 /raid1/ [root@xuegod63 ~]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/sda3 18G 4.0G 13G 24% / tmpfs 495M 224K 495M 1% /dev/shm /dev/sda1 194M 30M 155M 16% /boot /dev/md0p1 485M 11M 449M 3% /raid0 /dev/md1p1 1019M 34M 934M 4% /raid1 |
到此raid1已经配置完成了，下面模拟一下磁盘故障以及恢复过程
1.将sdc1设置为故障状态
1 2 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -f /dev/md1 /dev/sdc1 mdadm: set /dev/sdc1 faulty in /dev/md1 |
2.将sdc1移除RAID1阵列
1 2 | [root@xuegod163 ~]# mdadm -r /dev/md1 /dev/sdc1 mdadm: hot removed /dev/sdc1 from /dev/md1 |
3.查看阵列状态
1 2 3 4 5 6 7 | [root@xuegod63 ~]# cat /proc/mdstat Personalities : [raid0] [raid1] md1 : activeraid1 sdc3[2] sdc2[1] 1059200 blocks super 1.2 [2/2] [UU] md0 : active raid0 sdb2[1] sdb1[0] 2119680 blocks super1.2 512k chunks unused devices: <none> |
由此可以看出sdc1已被热备盘sdc3代替。
4.生成配置文件
1 2 3 4 5 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@xuegod63 ~]# cat !$ cat /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=xuegod63.com:0UUID=15b8b7e0:caddb3de:d7d66e00:f42d12e4 ARRAY /dev/md1 metadata=1.2 name=xuegod63.com:1UUID=6b7cf136:220e9678:c924c7ce:c1e3f285 |
可以看出spares=1没了，也就是热备盘没有了。
实验三.RAID5配置
1.添加一块sde硬盘，分成3个主分区sde1，sde2，sde3，sde4，sde5，sde6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | [root@xuegod63 ~]# fdisk /dev/sdc [root@xuegod63 ~]# ll /dev/sde* brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde1 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde2 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde3 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde4 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde5 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 17:10 /dev/sde6 |
2.创建RAID5阵列
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | [root@xuegod163 ~]# mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3-c 32 -x 1 /dev/sde{1,2,3,5} mdadm: layout defaults to left-symmetric mdadm: layout defaults to left-symmetric mdadm: size set to 1059200K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md5 started. 3.生成配置文件 [root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@xuegod63 ~]# cat !$ cat /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=xuegod63.com:0UUID=213f0f10:bbeb0493:60694473:8871242a ARRAY /dev/md1 metadata=1.2 name=xuegod63.com:1UUID=ac519296:4c614e0e:a0e1da67:cb93eb66 ARRAY /dev/md5 metadata=1.2 spares=1 name=xuegod63.com:5UUID=c367f714:3da62060:28b9dcda:d6753102 |
其余步骤与RAID0、RAID1一致，此处不再赘述
为RAID5阵列添加分区
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 | 再新添加一块硬盘分区/dev/sde6，希望扩展RAID5阵列到4块硬盘 [root@xuegod163 ~]# mdadm -a /dev/md5/dev/sde6 mdadm: added/dev/sde6 [root@xuegod163 ~]# cat /proc/mdstat Personalities : [raid0] [raid1] [raid6] [raid5][raid4] md5 : active raid5 sde6[5](S) sde1[0] sde5[3](S)sde3[4] sde2[1] 2118400 blocks super1.2 level 5, 32k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU] md1 : active raid1sdc3[2] sdc2[1] 1059200 blocks super1.2 [2/2] [UU] md0 : active raid0sdb2[1] sdb1[0] 2119680 blocks super1.2 512k chunks unused devices:<none> [root@xuegod63~]# mdadm -G /dev/md5 -n 4 mdadm: Need to backup 192K of critical section.. [root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@xuegod63 ~]# cat !$ cat /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=xuegod63.com:0UUID=213f0f10:bbeb0493:60694473:8871242a ARRAY /dev/md1 metadata=1.2 name=xuegod63.com:1UUID=ac519296:4c614e0e:a0e1da67:cb93eb66 ARRAY /dev/md5 metadata=1.2 spares=1 name=xuegod63.com:5UUID=c367f714:3da62060:28b9dcda:d6753102 |
实验四.简单介绍RAID（1+0）配置
1.添加硬盘，创建分区sdf1，sdf2，sdf3，sdf4
1 2 3 4 5 6 | [root@xuegod63 ~]# ll /dev/sdf* brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 18:10 /dev/sdf brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 18:10 /dev/sdf1 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 18:10 /dev/sdf2 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 18:10 /dev/sdf3 brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Oct 31 18:10 /dev/sdf4 |
2.创建2个RAID1
1 2 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -C -v /dev/md11 -l 1 -n 2/dev/sdf{1,2} [root@xuegod63 ~]# mdadm -C -v /dev/md12 -l 1 -n 2/dev/sdf{3,4} |
3.在RAID1基础上创建RAID0
1 2 3 4 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -C -v /dev/md10 -l 0 -n 2/dev/md1{1,2} mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md10 started. |
4.生成配置文件
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | [root@xuegod63 ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@xuegod63 ~]# cat !$ cat /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=xuegod63.com:0UUID=15b8b7e0:caddb3de:d7d66e00:f42d12e4 ARRAY /dev/md1 metadata=1.2 name=xuegod63.com:1UUID=6b7cf136:220e9678:c924c7ce:c1e3f285 ARRAY /dev/md5 metadata=1.2 spares=1 name=xuegod63.com:5UUID=0135d9f1:dfc01d99:315e46ed:4738fef6 ARRAY /dev/md11 metadata=1.2 name=xuegod63.com:11UUID=a7d22ee3:65c5a8c9:d7abe8a5:0a49f45d ARRAY /dev/md12 metadata=1.2 name=xuegod63.com:12UUID=d46af9a5:fbf486e7:03ff3942:37076f39 ARRAY /dev/md10 metadata=1.2 name=xuegod63.com:10UUID=94f7d294:2148e306:542727f0:d6d06446 |
其余使用步骤与之前一样，本次实验到此已经结束。
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