磁盘阵列
一、RAID磁盘阵列介绍
■是Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文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
●RAIDO，RAID1，RAID5， RAID6、RAID1+0等；其中，RAID5用的最多
1.1、RAID 0磁盘阵列介绍
■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，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余（没有备份）
●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不能应用于数据安全性要求高的场合
1.2、RAID 1磁盘阵列介绍
■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
注：支持热插拔的服务器，在把坏掉的硬盘修好后重新插入服务器后，会自动的读取并保存备份数据（动态读取）；不支持热插拔的服务器，则需要重启后才能恢复。
1.3、RAID 5磁盘阵列介绍
■RAID 5
●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
1.4、RAID 6磁盘阵列介绍
■RAID 6
●N (N>=4) 块盘组成阵列，(N-2) /N磁盘利用率
●与RAID 5相比，RAID 6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
●相对于RAID 5有更大的"写损失”，因此写性能较差
1.5、RAID 1+0和0+1磁盘阵列介绍
■RAID 1+0 (先做镜象，再做条带)
●N (偶数，N>=4)块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
●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 0+1 (先做条带，再做镜象)
●读写性能与RAID 10相同
●安全性低于RAID 10
| 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 | N | 无 | 无 | 单个硬盘的N倍 |
| 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>=3 | 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、阵列卡
2.1 阵列卡介绍
■阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
■通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
■不同的RAID卡支持的RAID功能不同
●例如支持RAID0、RAID1、 RAID5、RAID10等
■RAID卡的接口类型
●IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口
2.2 阵列卡的缓存
■缓存(Cache)是RAID卡与外部总线交换数据的场所,
RAID卡先将数据传送到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据
■缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素
■不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几兆到数百兆容量不等
三、创建RAID磁盘阵列步骤
3.1、检查是否已安装mdadm 软件包
rpm -q mdadm
yum install -y mdadm
3.2、修改分区类型
使用fdisk工具将新磁盘设备/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
3.3、创建RAID 设备
3.3.1 创建RAID5
(1) mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
1、C:表示新建;
2、-v:显示创建过程中的详细信息。
3、/dev/md0: 创建RAID5 的名称。
4、-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。
5、-l: 指定RAID的级别，15表示创建RAID5。
6、-n: 指定使用几块硬盘创建RAID， n3表示使用3块硬盘创建RAID。
7、/dev/ sd[bcd]1: 指定使用这四块磁盘分区去创建RAID。
8、-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
9、mdadm -E /dev/sd[b-e] 1 #检查磁盘是否已做RAID
#查看RAID磁盘详细信息
cat /proc/mdstat
#还能查看创建RAID的进度
mdadm -D /dev/ md0
或者
#检查磁盘是否已做RAID
mdadm -E /dev/sd[b-e] 1
3.3.2 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
3.3.2 创建RAID10(先做镜象，再做条带)
mdadm -Cv /dev/md0 -11 -n2 /dev/ sd[bc] 1
mdadm -Cv /dev/md1 -11 -n2 /dev/ sd[de] 1
mdadm -Cv /dev/md10 -10 -n2 /dev/md0 /dev/ md1
3.4 创建并挂载文件系统
这里以raid1+0为例
mkfs -t xfs /dev/ md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th
cp /etc/ fstab /etc/ fstab. bak
vim /etc/ fstab
/dev/md0 /myraid xfs defaults 0 0
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
mdadm -S /dev/md0
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
3.5、创建/etc/mdadm.conf 配置文件
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
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm. conf
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
mdadm /dev/md0 -f /dev/ sdb1
mdadm /dev/md0 -r /dev/ sdb1
mdadm /dev/md0 -a /dev/ sde1
echo ’ DEVICE /dev/sdc1 /dev/ sdb1 /dev/ sdd1 ’ > /etc/ mdadm. conf
mdadm --detail --scan >> /etc/ mdadm. conf
umount /dev/md0
mdadm -S /dev/ md0
mdadm -As /dev/ md0
#-s: 指查找/etc/mdadm. conf 文件中的配置信息