Linux RAID磁盘阵列技术

RAID(独立冗余磁盘阵列)

概念:通过把多个硬盘设备组合成一个容量更大、安全性更好的磁盘阵列,并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理硬盘设备上,然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能,同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理硬盘设备上,从而到了非常好的数据冗余备份效果。

缺点:成本高 

市面上最常用的RAID0、RAID1、RAID5、RAID10方案,用的最多的是RAID5与RAID10方案

 

RAID0

概念:把多块物理硬盘设备(至少两块)通过硬件或软件的方式串联在一起,组成一个大卷组,并将数据依次写入到各个物理硬盘中,硬盘设备的读写性能会提升数倍

缺点:若其中一块硬盘发生故障将导致整个系统的数据都受到破坏,RAID0技术能够有效的提升硬盘数据的吞吐速度,但是不具备数据备份和错误修复能力。

disk1和disk2硬盘设备会分别保存数据资料,最终实现提升读取、写入速度的效果

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RAID1

概念:将两块以上的硬盘设备进行绑定,在写入数据时,时将数据同时写入到多块硬盘设备上

优点:当其中某一块硬盘发生故障后,一般会立即自动以热交换的方式来恢复数据的正常使用

缺点:硬盘设备利用率低,下图硬盘空间可用率为50%,由三块硬盘设备组成的RAID1磁盘整列的可用率为33%,以此类推。由于要把数据同时写入到两块以上的硬盘设备,大大的给计算机增加了负载。

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RAID5

概念:把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。RAID5磁盘阵列组中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中,而是存储到除自身以外的其它每一块硬盘设备上,这样的好处是其中任何一块设备损坏后不至于出现致命缺陷。

parity部分存放的就是数据的奇偶校验信息,RAID5技术实际上没有备份硬盘中的真实数据信息,而是当硬盘设备出现问题后通过奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据。

优点:RAID5这样的技术特性“妥协”地兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题。

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RAID10

RAID5技术是因为硬盘设备的成本问题对读写速度和数据的安全性能有了一定的妥协,但是大部分企业更在乎的是数据的价值非硬盘价格。

概念:RAID10技术是RAID1+RAID0技术的一个“组合体”,至少需要4块硬盘来组建,非别两两制作成RAID1磁盘整列,以保证数据的安全性,然后在对两个RAID1磁盘阵列实施RAID0技术,进一步提高硬盘设备的读写速度。

优点:读写速度快,安全性高

缺点:成本高

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部署磁盘阵列

我们部署磁盘阵列用mdadm命令

作用:用于管理Linux系统中的软件RAID硬盘阵列

格式:mdadm [模式]<RAID设备名称>[选项][成员设备名称]

参数:

-a:向RAID设备中添加

-n:指定设备数量

-l:指定RAID级别

-C:创建

-v:显示过程

-f:模拟设备损坏

-r:移除设备

-Q:查看摘要信息

-D:查看详细信息

-S:停止RAID磁盘阵列

 

创建一个名为/dev/md0磁盘阵列,-C参数代表创建一个RAID阵列卡,-v参数显示创建的过程,同时在后面追加一个设备名称/dev/md0,这样/dev/md0就是创建后的RAID磁盘整列的名称,-a yes参数代表自动创建设备文件,-n 4参数代表使用4块硬盘来部署这个RAID磁盘阵列,-l 10参数则代表RAID 10方案,最后加上4块硬盘设备名称即可

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把制作好的RAID格式化成ext4

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创建挂载点然后把硬盘设备进行挂载操作

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查看/dev/md0磁盘阵列的详细信息,把挂载信息写入到/etc/fstab

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损坏磁盘阵列及修复

使用mdadm命令-f参数模拟损坏磁盘,-D参数查看RAID信息

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在RAID 1中损坏一个磁盘并不影响RAID 10正常使用,买了新硬盘装上即可

取消挂载

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用mdadm命令 -a参数添加进去即可

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磁盘阵列+备份盘

该备份技术就是准备一块足够大的硬盘,这块硬盘平时处于闲置状态,一旦RAID磁盘阵列中有硬盘出现故障后则马上自动替上去。 

创建一个RAID5磁盘阵列+备份盘,参数-n 3代表创建这个RAID5磁盘阵列所需的硬盘数,参数-l 5 代表RAID的级别,参数 -x 1 则代表有一块备份盘

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格式户md0,挂载即可使用

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当/dev/sdb磁盘坏掉时,此时备份磁盘/dev/sde会自动补上去

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