Linux：raid技术及软raid管理命令mdadm详解

2023-08-13 18:31:34

RAID技术及软raid管理mdadm详解

- RAID是什么，常见的RAID有哪些？
- 软RAID实现，mdadm创建RAID实操

RAID是什么，常见的RAID有哪些？

RAID：

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。
磁盘阵列是由很多块独立的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，当数组中任意一个硬盘发生故障时，仍可读出数据。在数据重构时，可将数据经计算后重新置入新硬盘中。

功能：
RAID技术主要有以下三个基本功能：
(1)通过对磁盘上的数据进行条带化，实现对数据成块存取，减少磁盘的机械寻道时间，提高了数据存取速度。
(2)通过对一个阵列中的几块磁盘同时读取，减少了磁盘的机械寻道时间，提高数据存取速度。
(3)通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式，实现了对数据的冗余保护。

RAID级别：

级别：level
RAID-0：0, 条带卷，strip;
RAID-1: 1, 镜像卷，mirror;
RAID-2
…
RAID-5：
RAID-6
RAID10
RAID01

	RAID-0: 
		读、写性能提升；
		可用空间：N*min(S1,S2,...)
		无容错能力
		最少磁盘数：2, 2+

	RAID-1：
		读性能提升、写性能略有下降；
		可用空间：1*min(S1,S2,...)
		有冗余能力
		最少磁盘数：2, 2+

	RAID-4：
		1101, 0110, 1011

	RAID-5：
		读、写性能提升
		可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)
		有容错能力：1块磁盘
		最少磁盘数：3, 3+

	RAID-6：
		读、写性能提升
		可用空间：(N-2)*min(S1,S2,...)
		有容错能力：2块磁盘
		最少磁盘数：4, 4+

	
	混合类型
		RAID-10：
			读、写性能提升
			可用空间：N*min(S1,S2,...)/2
			有容错能力：每组镜像最多只能坏一块；
			最少磁盘数：4, 4+
		RAID-01:

		RAID-50、RAID7

		JBOD：Just a Bunch Of Disks
			功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用；
			可用空间：sum(S1,S2,...)

	常用级别：RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD

RAID实现方式：

		硬件实现方式
		软件实现方式 

		CentOS 7上的软件RAID的实现：
			结合内核中的md(multi devices)

			mdadm：模式化的工具
				命令的语法格式：mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>
					支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10; 

				模式：
					创建：-C
					装配: -A
					监控: -F
					管理：-f, -r, -a

				<raiddevice>: /dev/md#
				<component-devices>: 任意块设备


				-C: 创建模式
					-n #: 使用#个块设备来创建此RAID；
					-l #：指明要创建的RAID的级别；
					-a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；
					-c CHUNK_SIZE: 指明块大小；
					-x #: 指明空闲盘的个数；

					例如：创建一个10G可用空间的RAID5；

				-D：显示raid的详细信息；
					mdadm -D /dev/md#

				管理模式：
					-f: 标记指定磁盘为损坏；
					-a: 添加磁盘
					-r: 移除磁盘

				观察md的状态：
					cat /proc/mdstat

				停止md设备：
					mdadm -S /dev/md#

			watch命令：
				-n #: 刷新间隔，单位是秒；

				watch -n# 'COMMAND'

软RAID实现，mdadm创建RAID实操

案例：一块20G硬盘，划分4个分区，每个分区为5G，其实三个分区做RAID5，另外一个分组做备用盘。

1、先使用fdisk命令划分好分区，并将分区格式改为fd格式，如下：

2、使用mdadm命令开始创建raid
ps:在创建之前，如果系统默认没有mdadm命令，可以使用yum自行安装，安装完成之后，可以先查看当前系统是否存在raid设备
cat /proc/mdstat

接下来，正式开始创建raid：
mdadm -C /dev/md0 -a yes -n 3 -x 1 -l 5 /dev/sdb{5,6,7,8}

再使用cat /proc/mdstat查看状态：

创建完成之后，开始格式化、挂载，完成之后即可使用：