Linux中RAID概述及配置实验

网友投稿 756 2022-05-28

一、raid磁盘阵列概述

RAID是独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks)简称磁盘阵列。

主要就是资源集中,统一管理。把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合成一个硬盘组,逻辑上可以看成一个大的硬盘,从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。

组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)

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

RAID 0 (条带化存储)

(1)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,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余。

(2)RAID 0只是单纯的提高性能,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

(3)RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

RAID 1(镜像存储)

(1)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

(2)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

(3)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。

(4)N(偶数)块硬盘组成一组镜像,容量为N/2

RAID 5

(1)N(N≥3)块盘组成阵列,一份数据产生N-1个条带,同时还有一份校验数据,共N份数据在N块盘上循环均衡存储

(2)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

(3)(N-1)/N 磁盘利用率

(4)可靠性高,允许坏一块盘,不影响所有数据

RAID 6

(1)N(N≥4)块盘组成阵列,(N-2)/N 磁盘利用率

(2)与RAID 5相比,RAID 6增加了第二块独立的奇偶校验信息块

(3)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

(4)相对于RAID 5有更大的“写损失”,因此写性能较差

RAID 1+0(先做镜象,再做条带)

(1)N (偶数,N>=4)。块盘两两镜像后,再组合成一个RAID 0

(2)N/2磁盘利用率

(3)N/2块盘同时写入,N块盘同时读取

(4)性能高,可靠性高

RAID 0+1(先做条带,再做镜象)

(1)读写性能与RAID 10相同

(2)安全性低于RAID 10

RAID10安全性比RAID高原因(以配图为例)

1、RAID10的情况

我们假设当DISK0损坏时,在剩下的3块盘中,只有当DISK1一个盘发生故障时,才会导致整个RAID失效,我们可简单计算故障率为1/3。

2、RAID01的情况

我们仍然假设DISK0损坏,这时左边的条带将无法读取。在剩下的3块盘中,只要DISK2,DISK3两个盘中任何一个损坏,都会导致整个RAID失效,我们可简单计算故障率为2/3。 因此RAID10比RAID01在安全性方面要强

不同RAID级别的区别

RAID级别    硬盘数量    磁盘利用率    是否有校验    保护能力    写性能

RAID0    N    100%    无    无    单个硬盘的N倍(最好)

RAID1    N(偶数)    N/2    无    允许一个设备故障    需写两对存储设备,互为主备

RAID5    N>=3    (N-1)/N    有    允许一个设备故障    需写计算校验

RAID6    N>=4    (N-2)/N    有    允许两个设备故障    需双重写计算校验

RAID10    N>=4(偶数)    N/2    无    允许两个基组中各坏一个    N/2块盘同时写入

二、创建软RAID磁盘阵列实验

(1)先关闭虚拟机,然后编辑虚拟机设置,添加4块硬盘,每块分配20G,点击确认后开启虚拟机

(2)检查是否已安装mdadm 软件包

(3)使用fdisk工具管理磁盘

将新磁盘设备划分出主分区并且把分区类型的 ID 标记号改为“fd”,fdisk /dev/sdb (sdc,sdd,sde一样操作)

查看分区

(4)创建 RAID 设备

创建RAID5

mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -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 RAID5 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,l5 表示创建 RAID5。

-n:指定使用几块硬盘创建 RAID,n3 表示使用 3 块硬盘创建 RAID。

/dev/sd[bcd]1:指定使用这四块磁盘分区去创建 RAID。

-x:指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘,x1表示保留1块空闲的硬盘作备用

/dev/sde1:指定用作于备用的磁盘

查看RAID磁盘命令

cat /proc/mdstat         -查看RAID磁盘详细信息和创建RAID的进度

mdadm -D /dev/md0        -查看RAID磁盘详细信息

Linux中RAID概述及配置实验

mdadm -E /dev/sd[b-e]1   -检查磁盘是否已做RAID

补充创建RAID10(先做镜象,再做条带)

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)创建并挂载文件系统

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)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

mdadm命令其它常用选项

-r:移除设备

-a:添加设备

-S:停止RAID

-A:启动RAID

镜像服务

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