Linux中RAID概述及配置實驗

一、raid磁盤陣列概述

raid是獨立磁盤冗余陣列（Redundant Array of Independent Disks）簡稱磁盤陣列。

主要就是資源集中，統一管理。把多塊獨立的物理硬盤按不同的方式組合成一個硬盤組，邏輯上可以看成一個大的硬盤，從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數據備份技術。

組成磁盤陣列的不同方式稱為RAID級別(RAID Levels)

常用的RAID級別 RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

RAID 0 (條帶化存儲)

（1）RAID 0連續以位或字節為單位分割數據，并行讀/寫于多個磁盤上，因此具有很高的數據傳輸率，但它沒有數據冗余。

（2）RAID 0只是單純的提高性能，并沒有為數據的可靠性提供保證，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有數據

（3）RAID 0不能應用于數據安全性要求高的場合

RAID 1（鏡像存儲）

（1）通過磁盤數據鏡像實現數據冗余，在成對的獨立磁盤上產生互為備份的數據

（2）當原始數據繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取數據，因此RAID 1可以提高讀取性能

（3）RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的。但提供了很高的數據安全性和可用性。當一個磁盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的數據。

（4）N（偶數）塊硬盤組成一組鏡像，容量為N/2

RAID 5

（1）N(N≥3)塊盤組成陣列，一份數據產生N-1個條帶，同時還有一份校驗數據，共N份數據在N塊盤上循環均衡存儲

（2）N塊盤同時讀寫，讀性能很高，但由于有校驗機制的問題，寫性能相對不高

（3）（N-1）/N 磁盤利用率

（4）可靠性高，允許壞一塊盤，不影響所有數據

RAID 6

（1）N（N≥4）塊盤組成陣列，（N-2）/N 磁盤利用率

（2）與RAID 5相比，RAID 6增加了第二塊獨立的奇偶校驗信息塊

（3）兩個獨立的奇偶系統使用不同的算法，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響數據的使用

（4）相對于RAID 5有更大的“寫損失”，因此寫性能較差

RAID 1+0(先做鏡象，再做條帶)

（1）N (偶數，N>=4)。塊盤兩兩鏡像后，再組合成一個RAID 0

（2）N/2磁盤利用率

（3）N/2塊盤同時寫入，N塊盤同時讀取

（4）性能高，可靠性高

RAID 0+1(先做條帶，再做鏡象)

（1）讀寫性能與RAID 10相同

（2）安全性低于RAID 10

RAID10安全性比RAID高原因（以配圖為例）

1、RAID10的情況

我們假設當DISK0損壞時，在剩下的3塊盤中，只有當DISK1一個盤發生故障時，才會導致整個RAID失效，我們可簡單計算故障率為1/3。

2、RAID01的情況

我們仍然假設DISK0損壞，這時左邊的條帶將無法讀取。在剩下的3塊盤中，只要DISK2，DISK3兩個盤中任何一個損壞，都會導致整個RAID失效，我們可簡單計算故障率為2/3。 因此RAID10比RAID01在安全性方面要強

不同RAID級別的區別

RAID級別 ? ?硬盤數量 ? ?磁盤利用率 ? ?是否有校驗 ? ?保護能力 ? ?寫性能

RAID0 ? ?N ? ?100% ? ?無 ? ?無 ? ?單個硬盤的N倍（最好）

RAID1 ? ?N（偶數） ? ?N/2 ? ?無 ? ?允許一個設備故障 ? ?需寫兩對存儲設備，互為主備

RAID5 ? ?N>=3 ? ?(N-1)/N ? ?有 ? ?允許一個設備故障 ? ?需寫計算校驗

RAID6 ? ?N>=4 ? ?(N-2)/N ? ?有 ? ?允許兩個設備故障 ? ?需雙重寫計算校驗

RAID10 ? ?N>=4（偶數） ? ?N/2 ? ?無 ? ?允許兩個基組中各壞一個 ? ?N/2塊盤同時寫入

二、創建軟RAID磁盤陣列實驗

（1）先關閉虛擬機，然后編輯虛擬機設置，添加4塊硬盤，每塊分配20G，點擊確認后開啟虛擬機

（2）檢查是否已安裝mdadm 軟件包

（3）使用fdisk工具管理磁盤

將新磁盤設備劃分出主分區并且把分區類型的 ID 標記號改為“fd”，fdisk /dev/sdb （sdc，sdd，sde一樣操作）

查看分區

（4）創建 RAID 設備

創建RAID5

mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

-C：表示新建；

-v：顯示創建過程中的詳細信息。

/dev/md0：創建 RAID5 的名稱。

-a yes：--auto，表示如果有什么設備文件沒有存在的話就自動創建，可省略。

-l：指定 RAID 的級別，l5 表示創建 RAID5。

-n：指定使用幾塊硬盤創建 RAID，n3 表示使用 3 塊硬盤創建 RAID。

/dev/sd[bcd]1：指定使用這四塊磁盤分區去創建 RAID。

-x：指定使用幾塊硬盤做RAID的熱備用盤，x1表示保留1塊空閑的硬盤作備用

/dev/sde1：指定用作于備用的磁盤

查看RAID磁盤命令

cat /proc/mdstat ? ? ? ? -查看RAID磁盤詳細信息和創建RAID的進度

mdadm -D /dev/md0 ? ? ? ?-查看RAID磁盤詳細信息

mdadm -E /dev/sd[b-e]1 ? -檢查磁盤是否已做RAID

補充創建RAID10（先做鏡象，再做條帶）

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1

mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1

mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

（5）創建并掛載文件系統

mkfs -t xfs /dev/md0

mount /dev/md0 /opt/

df -Th

cp /etc/fstab /etc/fstab.bak

vim /etc/fstab

/dev/md0 ? ? ?/opt ? ? ? ?xfs ? ? ? ?defaults ? 0 ?0

（6）實現故障恢復

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 ? ? ? ? -模擬/dev/sdb1 故障

mdadm -D /dev/md0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?-查看發現sde1已頂替sdb1

mdadm命令其它常用選項

-r：移除設備

-a：添加設備

-S：停止RAID

-A：啟動RAID

鏡像服務

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