RAID阵列概述及阵列创建步骤

RAID磁盘阵列概述

• RAID（Redundant Array of Independent Disk），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，并且能够提供数据备份技术
• 常用的RAID级别有：RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0等

RAID 0磁盘阵列

• 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，因此具有很好的数据传输率，但没有数据冗余备份技术
  • 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不能用于数据安全性要求高的场合
    

RAID 1磁盘阵列

• 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RAID 1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磁盘阵列

• RAID 1
  • 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磁盘阵列

• RAID 6
  • N(N≥4)块盘组成阵列，(N-2)/N磁盘利用率
  • 与RAID 5相比，RAID6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RAID 5有更大的"写损失"，因此写性能较差
    

RAID 1+0磁盘阵列

• RAID 1+0（先做镜像，再做条带）
  • N（偶数，N≥4）块盘进行两两镜像后，再组合成一个RAID0
  • 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 1+0的故障率为三分之一
    
• RAID 0+1（先做条带，再做镜像）
  • 读写性能与RAID 1+0相同
  • 安全性低于RAID 1+0
  • RAID 0+1的故障率为三分之二
    

RAID磁盘阵列对比

RAID 级别	硬盘数量	磁盘利用率	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1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1个设备故障	需写计算校验
RAID 6	N≥4	(N-2)/N	有	允许2个设备故障	需双重写计算校验
RAID 1+0	N≥（偶数）	N/2	无	允许两个基组中各坏一个	N/2块盘同时写入

软RAID磁盘阵列创建步骤

• 此处用3块硬盘做RAID 5，1块做热备份，用于模拟故障并替换

• 1.检查是否已安装mdadm 软件包

  • rpm -q mdadm
    查看
  • yum install -y mdadm
    没有安装则用yum进行安装

• 2.使用fdisk工具将新磁盘设备备/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
  • fdisk /dev/ sdd
  • fdisk /dev/ sde

• 3.创建 RAID 设备

  • 创建RAID5
    虽然一条命令即可完成创建，但还是需要先格式化后，再进行挂载才可以使用
  • mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -15 -n3 /dev/sd [bcd]1 -x1 /dev/sde1
    • -C:表示新建
    • -v:显示创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
    • -n:指定使用几块硬盘创建 RAID
    • /dev/ sd[bcd]1:指定使用这3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
    • /dev/ sde1: 指定用作于备用的磁盘
  • 创建创建RAID1+0(先做镜象，再做条带）
  • mdadm -Cv /dev/ md0 -l1 -n2 / dev/ sd [bc] 1
    mdadm -Cv /dev / mdl -l1 -n2 /dev/ sd [de] 1
    mdadm -Cv /dev/md10 -lo -n2 /dev/md0 / dev /md1
  • cat /proc/ mdstat
    或者
    mdadm -D / dev/ md0
    查看RAID磁盘详细信息or查看创建RAID的进度
  • watch -n 5 'cat /proc/ mdstat '
    用watch命令来每隔5秒刷新/proc/mdstat的输出
  • mdadm -E /dev / sd [b-e] 1
    检查磁盘是否己做RAID

• 4.创建并挂载文件系统

  • mkfs -t xfs /dev/md0
    格式化
  • mkdir /myraid
    创建目录
  • mount /dev/md0 / myraid/
    挂载到/my raid/目录
  • df -Th<查看>
  • cp /etc/ fstab /etc/fstab.bak
    进入
  • vim /etc/ fstab
    使用vim编辑器对fstab进行编辑，从而实现自动挂载
  • /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’ > /etc/mdadm.conf
    写入信息并覆盖到/etc/mdadm.conf中
  • mdadm --detail --scan >>/etc/ mdadm. conf
    把"mdadm --detail --scan"执行出的结果追加到/etc/mdadm.conf 配置文件末尾
  • 在执行停止和启动命令前必须先创建/etc/mdadm.conf文件，否则将启动失效
  • mdadm命令选项
    • -A：启动RAID
    • -S：停止RAID
    • -s：查找/etc/mdadm.conf 文件中的配置信息
    • -r：移除设备
    • -a：添加设备
    • -f：模拟故障