磁盘阵列 raid 0 1 5 10

RAID 概念

校验方式用在 RAID 重建中从校验所保存的信息中重新生成丢失的内容。 RAID 5，RAID 6 基于校验。

条带化是将切片数据随机存储到多个磁盘。它不会在单个磁盘中保存完整的数据。如果我们使用2个磁盘，则每个磁盘存储我们的一半数据。

镜像被用于 RAID 1 和 RAID 10。镜像会自动备份数据。在 RAID 1 中，它会保存相同的内容到其他盘上。

热备份只是我们的服务器上的一个备用驱动器，它可以自动更换发生故障的驱动器。在我们的阵列中，如果任何一个驱动器损坏，热备份驱动器会自动用于重建 RAID。

块是 RAID 控制器每次读写数据时的最小单位，最小 4KB。通过定义块大小，我们可以增加 I/O 性能。

RAID有不同的级别。在这里，我们仅列出在真实环境下的使用最多的 RAID 级别。
RAID0 = 条带化

RAID1 = 镜像

RAID5 = 单磁盘分布式奇偶校验

RAID6 = 双磁盘分布式奇偶校验

RAID10 = 镜像 + 条带。（嵌套RAID）

RAID 0 / 条带化



RAID 1 / 镜像化



RAID 5 / 分布式奇偶校验



RAID 6 双分布式奇偶校验磁盘



RAID 10 / 镜像+条带





硬件raid卡：亚当普特克、美国巨积(参数：级别，接口，数据传输，插槽类型等)

软raid：
raid0：striping条带模式，至少需要两块磁盘，做RAID分区最好是相同的（可以充分发挥并发优势）;数据分散存储在不同的磁盘上，在读写的时候可以实现并发，但是没有容错功能；任何一个磁盘损坏将损坏全部数据；磁盘利用率为100%
raid1：mirroring镜像卷，raid大小等于两个raid分区最小的容量（最好将分区大小分为一样），数据有冗余，在存储时，同时写入两块磁盘，实现数据备份；磁盘利用率为50%
raid5：需要3块或以上的硬盘，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，则数据会损坏；空间利用率 （n-1）/n；raid5校验位算法原理：使用简单的异或逻辑运算，相同为0，相异为1

软raid管理工具mdadm

命令参数：
-C或--creat 建立一个新阵列
-A 激活磁盘阵列
-D或--detail 打印磁盘阵列详细信息
-s或--scan 打印配置文件/proc/mdstat得到阵列缺省信息
-f 将设备状态定位故障
-a或--add 添加设备到阵列
-v 显示详细信息
-r 移除设备
-l或--level= 设定磁盘阵列的级别
-n或--raid-devices= 指定阵列成员（分区/磁盘）的数量
-x或--spare-devices 指定阵列中备用盘的数量
-c或--chunk= 设定阵列的块chuank（类似于block）大小，单位为KB
-G或--grow 改变阵列大小或形态
-E或--examine 打印 device 上的 md superblock 的内容

热备份盘（host spare or hot standy driver）：为了加强容错功能以及使系统在磁盘故障时能迅速重建数据，以维持系统的性能，一般的磁盘阵列系统都可使用热备份功能

一、创建raid0
1） 创建raid0
2） 创建磁盘阵列配置文件
3） 分区；格式化；挂载到指定目录
4） 修改/etc/fstab开机自动挂载

环境：添加一个sdb硬盘，分两个1G的主分区(实际线上为两个独立的磁盘)，sdb1和sdb2

1. 分区
说明：分两个主分区：sdb1 、sdb2，各为1G
命令 fdisk /dev/sdb
说明：查看分区，8表示硬盘，16,17,18表示分区
命令 ls -l /dev/sdb*




2. 创建磁盘阵列
说明：C表示创建，v显示详情，l级别，n硬盘数量
命令 mdadm -C -v /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb1 /dev/sdb2




2.1 扫描出阵列信息
命令 mdadm -Ds



2.2 查看RAID级别
命令cat /proc/mdstat




2.3 查看RAID设备
命令mdadm -E /dev/sdb[1-2]




2.4 查看RAID阵列：
命令 mdadm -D /dev/md0
说明：Spare、 Failed分别表示备份、坏掉的磁盘，都为0；Chunk Size表示块的大小，512K；State状态为sync




3. 生成raid配置文件
说明：默认没有配置文件
命令 mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf




4. 先分区；再格式化；然后挂载
4.1 分区
命令 fdisk /dev/md0




4.2 格式化
命令 mkfs.ext4 /dev/md0p1




4.3 挂载
命令 mkdir /raid0
命令 mount /dev/md0p1 /raid0/




5. 开机自动挂载
说明：修改配置文件 /etc/fstab
添加：/dev/md0p1 /raid0 ext4 defaults 0 0




6. 重启




二、创建raid1
1）建立raid1
2）添加1G热备盘
3）模拟磁盘故障，自动顶替故障盘
4）卸载阵列并删除整个阵列

环境：创建分区，sdb1，sdb2，sdb3大小为1G

1. 创建三个主分区




2. 创建阵列，-x 1 热备盘为1




2.1 查看raid信息




2.2 查看raid状态




3. 创建配置文件




4. 创建主分区、格式化
说明：大小不填，直接回车，即所有分区大小给它











5. 挂载




6. 模拟故障
查看分析：s表示热备盘，两个都OK，2/2




相比raid0，配置文件多了个spare，表示热备盘数量




说明：每1秒钟，执行后面的命令（将sdc设置为故障盘，执行命令前，先在打开一台机器，观察）




设置故障盘命令：mdadm -f /dev/md1 /dev/sdb1

观察切换过程







7. 移除标识为坏的盘，尽管硬盘有的支持热插拔，也需要软raid移除一下




8. 重新生产配置文件




9. 开机自动挂载
说明：修改配置文件 /etc/fstab




10. 重启




三、创建RAID5
1） 创建raid5
2） 添加1G热备盘，模拟磁盘故障，自动顶替故障盘
3） 移除故障盘
4） 停止阵列，重新激活阵列
5） 再添加新的1G热备盘，扩展阵列容量，从3个扩展到4个

实验环境：sdb1 sdb2 sdb3 sdb5 sdb6（sdb4为扩展分区）

1. 创建3个主分区，扩展分区下，2个逻辑分区




查看分区




2. 创建阵列




2.1 查看阵列




2.2 查看打印信息




省略2）3）步

3. 分区
说明：主分区，全部内容




4. 格式化




5. 挂载
说明：3个盘，共2个G大小




6. 添加一个扩展盘，使raid5阵列扩展到4块盘
说明：先卸载，再添加盘
6.1 新添加的盘被系统作为热备盘




6.2 添加扩展前，先开一个窗口，查看监控状态




6.3 扩展为4个盘
说明：新加的盘上，也要更新内容，添加数据和检验位等，需要较长一段时间







7. 重新生成配置文件




8. 开机自动挂载
命令：vim /etc/fstab




9. 重启




四、创建raid10
说明：raid1+0双层架构方法

1. 创建4个主分区




2. 创建两个底层raid1（md11和md12）







查看raid状态







3. 将md11和md12 合并创建一个raid0（md10）




4. 导出配置文件、分区、格式化、挂载、开机自动挂载、重启













开机自动挂载：vim /etc/fstab







五、其他操作

1. 停止阵列
停止前，先生成配置文件，因为后期重新启动时，要用到它；先卸载，再停用
命令：mdadm -Ds >/etc/mdadm.conf
比如停止md5：mdadm -S /dev/md5
批量停止命令
说明：扫描所有信息，再停止
命令：mdadm -Ss

2. 激活阵列
说明：起来的过程中，需要读配置文件
批量激活命令： mdadm -As

3. 删除阵列
说明：先卸载，再停止raid设备，删除raid配置文件，清除物理磁盘中的raid标识