ディスクアレイ-RAID

ディスクアレイ-RAID

Redundant Array of Independent Disk (RAID) はもともと、小型の安価なディスクを組み合わせて大型の高価なディスクを置き換えるために開発されました。同時に、ディスクに障害が発生してもデータ アクセスが失われず、一定レベルのデータ アクセスが維持されることが期待されていました。紛失時の保護技術。

RAID0

• 少なくとも 2 つのディスクが必要です
• データのストライピング、ディスクへの分散、高い読み取りおよび書き込みパフォーマンス、高いストレージ使用率
• データの冗長性戦略がないため、ディスクに障害が発生した場合、データを回復できません。
• シーン:
  • オーディオやビデオなど、高いパフォーマンス要件はあるものの、データのセキュリティと信頼性の要件は低いシナリオ

襲撃1

• 少なくとも 2 つのディスクが必要です
• データ＞ミラーバックアップ＞ディスクへの書き込み（作業ディスクとミラーディスク）、高信頼性、ディスク使用率50％
• 読み取りパフォーマンスは書き込みパフォーマンスよりも優れています
• ディスク障害はデータの読み取りおよび書き込みには影響しません。
• シーン:
  • 高度なデータのセキュリティと信頼性が必要なシナリオ: 電子メール システム、取引システムなど。
    

RAID5

• 少なくとも 3 つのディスクが必要です
• データはディスク上のストリップに保存され、読み取りおよび書き込みパフォーマンスが良好で、ディスク使用率は (n-1)/n です。
• ディスクに障害が発生した場合、他のデータベースと対応する検証データに基づいて破損したデータを再構築できます (パフォーマンスを消費します)。
• ストレージ、データセキュリティ、コストのあらゆる側面を考慮する

RAID6

• 少なくとも 4 つのディスクが必要です
• データはディスク ストリップに保存され、優れた読み取りパフォーマンスと強力な耐障害性を備えています。
• 二重検証を使用してデータのセキュリティを確保する
• 2 つのディスクに同時に障害が発生した場合、2 つのチェックサムを通じてディスク データを再構築できます。
• 高コストで複雑な構造
  

RAID10

• RAID1とRAID0の組み合わせ
• 少なくとも 4 つのディスクが必要です
• 2 台のディスクをセットにして RAID1 を作成し、完成した RAID1 を使用して RAID0 を作成します。
• データの冗長性と読み取りおよび書き込みパフォーマンスを考慮する

ソフトRAIDの作成

RAID0の作成

ディスクを用意して複数の領域に分割する

yum -y install mdadm
#创建raid0

[root@workstation ~]# mdadm --create /dev/md0 --raid-devices=2 /dev/sdc[12] --level=0
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
#查看RAID信息
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid0]
md0 : active raid0 sdc2[1] sdc1[0]
      4188160 blocks super 1.2 512k chunks

unused devices: <none>

#查看指定RAID信息

[root@workstation ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Aug  4 03:32:04 2023
        Raid Level : raid0
        Array Size : 4188160 (3.99 GiB 4.29 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Aug  4 03:32:04 2023
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : none

              Name : workstation:0  (local to host workstation)
              UUID : bae959ef:7318753c:91ebd9b8:9a4a7f3b
            Events : 0

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       33        0      active sync   /dev/sdc1
       1       8       34        1      active sync   /dev/sdc2
#格式化挂载使用
[root@workstation ~]# mkfs.ext4 /dev/md0

[root@workstation ~]# mount /dev/md0 /mnt01

RAID1の作成

[root@workstation ~]# mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/sdc[12]
#查看状态信息
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdc2[1] sdc1[0]
      2094080 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

unused devices: <none>

[root@workstation ~]# mkfs.ext4 /dev/md1
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
131072 inodes, 523520 blocks
26176 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=536870912
16 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
#挂载
[root@workstation ~]# mkdir /mnt01
[root@workstation ~]# mount /dev/md1 /mnt01
[root@workstation ~]# lsblk
NAME                    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda                       8:0    0   20G  0 disk
├─sda1                    8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2                    8:2    0   19G  0 part
  ├─centos_servera-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─centos_servera-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb                       8:16   0   20G  0 disk
└─sdb1                    8:17   0   20G  0 part
sdc                       8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1                    8:33   0    2G  0 part
│ └─md1                   9:1    0    2G  0 raid1 /mnt01
└─sdc2                    8:34   0    2G  0 part
  └─md1                   9:1    0    2G  0 raid1 /mnt01
sr0                      11:0    1  918M  0 rom

#模拟一块盘失效

[root@workstation ~]# mdadm /dev/md1 -f /dev/sdc1
mdadm: set /dev/sdc1 faulty in /dev/md1
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdc2[1] sdc1[0](F)
      2094080 blocks super 1.2 [2/1] [_U]

unused devices: <none>
#移除失效盘

[root@workstation ~]# mdadm /dev/md1 -r /dev/sdc1
mdadm: hot removed /dev/sdc1 from /dev/md1
[root@workstation ~]# mdadm -D /dev/md1
/dev/md1:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Aug  4 04:03:58 2023
        Raid Level : raid1
        Array Size : 2094080 (2045.00 MiB 2144.34 MB)
     Used Dev Size : 2094080 (2045.00 MiB 2144.34 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 1
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Aug  4 04:20:06 2023
             State : clean, degraded
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : workstation:1  (local to host workstation)
              UUID : 2d7ed32a:ed703ee1:eaa2a801:4391bfcd
            Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       -       0        0        0      removed
       1       8       34        1      active sync   /dev/sdc2
#加入新磁盘
[root@workstation ~]# mdadm /dev/md1 -a /dev/sdc1
mdadm: added /dev/sdc1
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md1 : active raid1 sdc1[2] sdc2[1]
      2094080 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

unused devices: <none>

RAID5の作成

4つのディスクパーティションを用意する

[root@workstation ~]# lsblk | grep sdc
sdc                       8:32   0   20G  0 disk
├─sdc1                    8:33   0    1G  0 part
├─sdc2                    8:34   0    1G  0 part
├─sdc3                    8:35   0    1G  0 part
└─sdc4                    8:36   0    1G  0 part



[root@workstation ~]# mdadm -C /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdc{1,2,3,4}
#挂载
[root@workstation ~]# mkdir /usr-mnt
[root@workstation ~]# mount /dev/md5 /usr-mnt
#标记一块盘失效

mdadm: set /dev/sdc4 faulty in /dev/md5
[root@workstation ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md5 : active raid5 sdc3[4] sdc4[3](F) sdc2[1] sdc1[0]
      2093056 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]

unused devices: <none>
#raid5依然可用

[root@workstation ~]# echo "hello" > /usr-mnt/file
[root@workstation ~]# ls /usr-mnt/file
/usr-mnt/file