linux磁盘阵列及RAID配置
一、RAID磁盘阵列介绍
1.是Redundant Array of Independent Disks的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列
2.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
3.组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)
4.常用的RAID级别:RAID 0,RAID 1,RAID 5,RAID 6,RAID 1+0 等
1.1 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
3.RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合
1.2 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RAID1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
1.3 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1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1块盘,不影响所有数据
1.4 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增加了第二个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
1.5 RAID 1+0(先镜像,后条带)
1.N (偶数,N≥4)块盘两两镜像后,再组合成一个RAID
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
1.6 RAID 0+1(先条带,后镜像)
1.读写性能与RAID 10相同
2.安全性低于RAID 10
1.7 各个RAID级别间的区别
RAID级别 | 硬盘数量 | 磁盘利用率 | 是否有校验 | 保护能力 | 写性能 |
---|---|---|---|---|---|
RAID 0 | N | N | 无 | 无 | 单个硬盘的N倍 |
RAID 1 | N(偶数) | N/2 | 无 | 允许一个设备故障 | 需写两队存储设备,互为主备 |
RAID 5 | N>=3 | (N-1)/N | 有 | 允许一个设备故障 | 需写计算校验 |
RAID 6 | N>=4 | (N-2)/N | 有 | 允许两个设备故障 | 需双重写计算校验 |
RAID 10 | 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RAID:mdadm
2.1 格式
mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
选项 | 说明 |
---|---|
-C | 表示新建 |
-v | 显示新建过程中的详细信息 |
/dev/md0 | 创建RAID 5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RAID 5 |
-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 | 指定使用者三块磁盘分区去创建RAID |
-x | 指定使用几块硬盘作为热备用盘 |
/dev/sde1 | 指定用于备用的磁盘 |
2.2 实现故障恢复
命令 | 说明 |
---|---|
mdadm /dev/md0 -f /dv/sdb1 | 模拟 /dv/sdb1 故障 |
mdadm -D /dev/md0 | 查看发现 sde1 已经顶替故障的 sdb1 |
2.3 创建配置文件/etc/mdadm.conf
1.echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdbl /dev/sdd1' > /etc/mdadm. conf
注:>:重定向输出符号,有覆盖功能
2.mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
注:>>重定向输出符号,但有追加的功能,不能覆盖
2.4 其他常用选项
选项 | 说明 |
---|---|
-r | 移除设备 |
-a | 添加设备 |
-S | 停止设备 |
-A | 启动设备 |
三、具体建立软RAID 5
1.检查mdadm安装包
2.使用fdisk工具把新添加的四块硬盘划分出主分区sdb1、sdc1、 sdd1、sde1,并且把分区"类型的ID标记写改为"fd"
这边教大家一个快速创建分区类型的方法
3.创建RAID 5设备
mdadm -Cv /dev/md0 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
4.查看此时状态,我们也可以用四种方法来查看状态
1)watch -n 5 'cat /proc/mdstat'---命令来自动刷新安装状态(5代表每隔5s刷新一次)
2)cat /proc/mdstat ---直接查看安装状态
3)**mdadm -E /dev/sd[b-e]1 ---检查磁盘是否已做RAID
4)mdadm -D /dev/md0 **---查看状态
5.格式化并挂载
mkfs.xfs /dev/md0 ---格式化
mount /dev/md0 /opt ---挂载
这边我们可以看到4块硬盘总共80G合成RAID 5的容量是40G,因为一块用作校验数据,一块用作备用,相当于容量只有N/2
6.模拟故障恢复,因为有备用存在
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 ---让sdb1故障,会自动重新恢复
mdadm -D /dev/md0 ---查看进度
7.移除和添加硬盘设备
移除:mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
添加:mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb1
8.创建/etc/mdadm.conf配置文件,方便管理软RAID的配置
1)echo 'DEVICE /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1'> /etc/mdadm.conf
2)mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
9.停止和启动设备(先配置文件,否则开机会失败)
停止:mdadm -S /dev/md0
启动:mdadm -As /dev/md0,-s指查找配置文件中信息
四、具体建立软RAID 1+0
1.检查mdadm安装包
2.2.使用fdisk工具把新添加的四块硬盘划分出主分区sdb1、sdc1、 sdd1、sde1,并且把分区"类型的ID标记写改为"fd
3.创建RAID 1+0设备
4.查看状态
五、阵列卡
5.1 介绍
1.阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
2.RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种
3.通过硬件来实现RAID功能的就是硬RAID,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
4.不同的RAID卡支持的RAID功能不同 例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等
5.RAID卡两个重要功能:可以达到单个磁盘驱动器的几倍,几十倍甚至上百倍速率; 可以提供容错能力
6.RAID卡的接口类型 IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口(IDE和SCSI不常用)
5.2 陈列卡缓存
1.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
2.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,大缓存能够大幅度的提高数据命中率从而提高RAID卡整体性能
3.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