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*

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4C/wKioL1iW5D7zh_qEAAAQ6WHVfuo146.png" target="_blank"></a>

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

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW5N3xatimAAAlR21Bjds140.png" target="_blank"></a>

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

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW5JbB2Ex5AAAT8v_Y2us496.png" target="_blank"></a>

2.3 查看RAID设备

命令mdadm -E /dev/sdb[1-2]

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4E/wKiom1iW5KLBvQECAAA8va6Cu1M393.png" target="_blank"></a>

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 &gt; /etc/mdadm.conf

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4E/wKiom1iW5MKRScq5AAAZblNcxTs174.png" target="_blank"></a>

4. 先分区；再格式化；然后挂载

4.1 分区

命令 fdisk /dev/md0

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4E/wKiom1iW5QDQokobAABT-FCByNk705.png" target="_blank"></a>

4.2 格式化

命令 mkfs.ext4 /dev/md0p1

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4E/wKiom1iW5Q_BPW4zAACECJBb7_o357.png" target="_blank"></a>

4.3 挂载

命令 mkdir /raid0

命令 mount /dev/md0p1  /raid0/

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW5TvRKo9gAAAgLFXCqF8043.png" target="_blank"></a>

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

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6. 重启

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4E/wKiom1iW5VeQ5GkQAAAp-1V-hbc171.png" target="_blank"></a>

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

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2. 创建阵列，-x 1 热备盘为1

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW5zuRsSnNAAA7JAkukXs541.png" target="_blank"></a>

2.1 查看raid信息

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4E/wKiom1iW50mA0C9KAAAh5oMjr78492.png" target="_blank"></a>

2.2 查看raid状态

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4E/wKiom1iW51Tjqz1LAAAUg74DVa4321.png" target="_blank"></a>

3. 创建配置文件

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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

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4E/wKiom1iW53XQkNnsAAAPcHK_3N8450.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4C/wKioL1iW53XSeXoIAAAOL6sS5XY908.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4E/wKiom1iW53WgE8CUAABqLjsvUjM977.png" target="_blank"></a>

5. 挂载

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4E/wKiom1iW54vAfI7qAAAfHk1iuug241.png" target="_blank"></a>

6. 模拟故障

查看分析：s表示热备盘，两个都OK，2/2

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW56eR_81bAAAUdiO3SCg647.png" target="_blank"></a>

相比raid0，配置文件多了个spare，表示热备盘数量

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4E/wKiom1iW57WQ0y0CAAAaVmbuT0M405.png" target="_blank"></a>

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）

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW58Ljn33_AAAiUUc4IjA766.png" target="_blank"></a>

设置故障盘命令：mdadm -f /dev/md1 /dev/sdb1

观察切换过程

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4E/wKiom1iW5-PitE9OAAAqqS9HUw0634.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW5-OT7ddYAAAU9_k_Buw927.png" target="_blank"></a>

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

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4E/wKiom1iW5_aCoHxcAAAdR6o_9fs594.png" target="_blank"></a>

8. 重新生产配置文件

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4C/wKioL1iW6AbSJ6K6AAAZlnquTBU272.png" target="_blank"></a>

9. 开机自动挂载

说明：修改配置文件 /etc/fstab

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4E/wKiom1iW6BOiLwx3AAAcxw3monA328.png" target="_blank"></a>

10. 重启

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6CDje3vNAAAp_i1uVv8819.png" target="_blank"></a>

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

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4E/wKiom1iW6GSjxsHZAABZwMbjpjg437.png" target="_blank"></a>

查看分区

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4C/wKioL1iW6HGjdI7CAAAdAEpXKzY252.png" target="_blank"></a>

2. 创建阵列

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4E/wKiom1iW6ISyJn5TAAAhmNfn1xc013.png" target="_blank"></a>

2.1 查看阵列

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW6JGwrjZSAAAcXggBpOI138.png" target="_blank"></a>

2.2 查看打印信息

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4F/wKiom1iW6KCiFB8dAAARmscqTmA748.png" target="_blank"></a>

省略2）3）步

3. 分区

说明：主分区，全部内容

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW6LSwJCR5AAAPhPQvKXY716.png" target="_blank"></a>

4. 格式化

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6L2S33pVAACAB3F7774681.png" target="_blank"></a>

说明：3个盘，共2个G大小

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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

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6OKRxr0uAABDUk7LFzM673.png" target="_blank"></a>

6.2 添加扩展前，先开一个窗口，查看监控状态

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4F/wKiom1iW6OzTvbG4AAAlnd-kIdg676.png" target="_blank"></a>

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

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4F/wKiom1iW6PfgxD68AAAF7G24AZ4829.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4F/wKiom1iW6SHCJU-IAAAq1btHd_o722.png" target="_blank"></a>

7. 重新生成配置文件

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6SvCVxWIAAAaKV_UM7I175.png" target="_blank"></a>

8. 开机自动挂载

命令：vim /etc/fstab

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4F/wKiom1iW6TbgYY9fAAAQFSNXZN8873.png" target="_blank"></a>

9. 重启

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4C/wKioL1iW6T-DZH3lAAAqdy-Aiss433.png" target="_blank"></a>

四、创建raid10

说明：raid1+0双层架构方法

1. 创建4个主分区

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2. 创建两个底层raid1（md11和md12）

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW6ijwqtmUAAAwNcSIeB4722.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4F/wKiom1iW6kDws9-MAAAvd9hbI60136.png" target="_blank"></a>

查看raid状态

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6k2BjW-aAAAsw3oo0Xw992.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4F/wKiom1iW6k2x3r_2AAAcWjZDwBM389.png" target="_blank"></a>

3. 将md11和md12 合并创建一个raid0（md10）

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4. 导出配置文件、分区、格式化、挂载、开机自动挂载、重启

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6oCy6gpRAAAwEO3-1mE173.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW6oHQqiqlAAAPqNcoYRw956.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4F/wKiom1iW6oGhIVb5AAB_O44lLXE518.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s2.51cto.com/wyfs02/M01/8D/4C/wKioL1iW6oKwaQt0AAAfZufG_X4838.png" target="_blank"></a>

开机自动挂载：vim /etc/fstab

<a href="http://s4.51cto.com/wyfs02/M02/8D/4F/wKiom1iW6r_hmx9mAAAd5bMxOMU388.png" target="_blank"></a>

<a href="http://s1.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4F/wKiom1iW6r-SW6k3AAApjahw5uc635.png" target="_blank"></a>

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 &gt;/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

<a href="http://s5.51cto.com/wyfs02/M00/8D/4C/wKioL1iW6tvAne81AABALngBpcM339.png" target="_blank"></a>

本文转自 huangzp168 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/huangzp/1895045，如需转载请自行联系原作者