RAID磁盘冗余阵列

RAID 0 ：条带化存储

 

 

  •  连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此有很高的 传输率，但它没有数据冗余； 
  • 只是单纯地提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，其中一个磁盘失效将影响到所有数据；
  • 不能应用于数据安全性要求高的场合。

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，可以从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1 可以提高读取性能；
  • 是磁盘阵列中单位成本最高的，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。

raid 3

  • raid 3 至少需要3块硬盘，只要校验盘没坏，坏了一块数据盘可以反推数据来恢复。
  • 同样也浪费了一块磁盘，但是要比raid 1 节约不少；
  • 采用的是N+1的数据保护方法。这意味着当有N个硬盘的用户数据需要保护时，需要一个额外的硬盘来存储校验信息。

RAID 5

  • N （N>=3）块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份校验数据，供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，允许坏一块盘，不影响所有数据

Raid 10（先做镜像，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块磁盘同时写入，N块磁盘同时读取 性能高，可靠性高
  • RAID 0+1 （先做条带，再做镜像） 读写性能与RAID 1+0 相同， 安全性低于RAID 1+0 。

部署RAID 10

##添加4块新的磁盘

[root@junwu_server ~]# fdisk -l |grep "/dev/sd[a-z]"
WARNING: fdisk GPT support is currently new, and therefore in an experimental phase. Use at your own discretion.
Disk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
/dev/sda1 * 2048 411647 204800 83 Linux
/dev/sda2 411648 2050047 819200 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda3 2050048 41943039 19946496 83 Linux
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Disk /dev/sde: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Disk /dev/sdc: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
/dev/sdc1 2048 10487807 5242880 83 Linux
Disk /dev/sdd: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Disk /dev/sdf: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Disk /dev/sdg: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors

mdadm命令，用于创建，管理和监控RAID阵列

yum install mdadm -y　　##安装mdadm

参数解释
-C 用未使用的设备，创建raid
-a yes or no，自动创建阵列设备
-A 激活磁盘阵列
-n 指定设备数量
-l 指定raid级别
-v 显示过程
-S 停止RAID阵列
-D 显示阵列详细信息
-f 移除设备
-x 指定阵列中备用盘的数量
-s 扫描配置文件或/proc/mdstat，得到阵列信息

 

查看现有的新的磁盘

[root@junwu_server ~]# df -Th /dev/sd[d-g]
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs devtmpfs 476M 0 476M 0% /dev
devtmpfs devtmpfs 476M 0 476M 0% /dev
devtmpfs devtmpfs 476M 0 476M 0% /dev
devtmpfs devtmpfs 476M 0 476M 0% /dev

##创建raid10

[root@junwu_server ~]# mdadm -Cv /dev/md10 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf /dev/sdg
mdadm: layout defaults to n2
mdadm: layout defaults to n2
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: /dev/sdd appears to be part of a raid array:
level=raid10 devices=4 ctime=Fri Mar 17 09:11:15 2023
mdadm: /dev/sde appears to be part of a raid array:
level=raid10 devices=4 ctime=Fri Mar 17 09:11:15 2023
mdadm: /dev/sdf appears to be part of a raid array:
level=raid10 devices=4 ctime=Fri Mar 17 09:11:15 2023
mdadm: /dev/sdg appears to be part of a raid array:
level=raid10 devices=4 ctime=Fri Mar 17 09:11:15 2023
mdadm: size set to 20954112K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md10 started.

##查看raid10相关信息

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Mar 17 09:54:48 2023
Raid Level : raid10
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Fri Mar 17 09:55:15 2023
State : clean, resyncing
Active Devices : 4
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0

Layout : near=2
Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

Resync Status : 14% complete

Name : junwu_server:10 (local to host junwu_server)
UUID : 49f70d00:768b1042:236a6216:b45e79fb
Events : 2

Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync set-A /dev/sdd
1 8 64 1 active sync set-B /dev/sde
2 8 80 2 active sync set-A /dev/sdf
3 8 96 3 active sync set-B /dev/sdg

 ##格式化磁盘阵列文件系统

[root@junwu_server ~]# mkfs.xfs /dev/md/md_raid10
meta-data=/dev/md/md_raid10 isize=512 agcount=16, agsize=654720 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=10475520, imaxpct=25
= sunit=128 swidth=256 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=5120, version=2
= sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0

##新建文件夹，用于挂载分区

[root@junwu_server ~]# mkdir /mnt/new_sd_md/
[root@junwu_server ~]# mount /dev/md10 /mnt/new_sd_md/

[root@junwu_server ~]# mount -l |grep /dev/md10
/dev/md10 on /mnt/new_sd_md type xfs (rw,relatime,attr2,inode64,sunit=1024,swidth=2048,noquota)

##此时可以向磁盘写入数据，检查挂载分区使用情况

[root@junwu_server ~]# df -hT |grep /dev/md10
/dev/md10 xfs 40G 33M 40G 1% /mnt/new_sd_md

##将raid10加入开机自动挂载配置文件，使其永久生效

[root@junwu_server ~]# tail -1 /etc/fstab
/dev/md10 /mnt/new_sd_md/ xfs defaults 0 0

生产情况：故障一块硬盘怎么办

##移除一块硬盘-f

[root@junwu_server ~]# mdadm /dev/md10 -f /dev/sde
mdadm: set /dev/sde faulty in /dev/md10

##检查raid10运行状态

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Mar 17 09:54:48 2023
Raid Level : raid10
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Fri Mar 17 10:09:52 2023
State : clean, degraded
Active Devices : 3
Working Devices : 3　　##工作中的磁盘
Failed Devices : 1　　　　##坏掉的磁盘
Spare Devices : 0

Layout : near=2
Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

Name : junwu_server:10 (local to host junwu_server)
UUID : 49f70d00:768b1042:236a6216:b45e79fb
Events : 21

Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync set-A /dev/sdd
- 0 0 1 removed　　　　　　　　##/dev/sde已经被移除
2 8 80 2 active sync set-A /dev/sdf
3 8 96 3 active sync set-B /dev/sdg

1 8 64 - faulty /dev/sde

RAID10磁盘阵列，挂掉一块硬盘并不影响使用，只需要购买新的设备，替换损坏的磁盘即可

##此时为了防止磁盘再损坏，需要添加一块新的磁盘加入raid10

##先取消挂载，注意是在没有人使用挂载的设备

[root@junwu_server ~]# umount /dev/md10

##重启操作系统

reboot

#添加新的设备

[root@junwu_server ~]# mdadm /dev/md10 -a /dev/sde
mdadm: added /dev/sde

##会有一个raid修复的过程

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Mar 17 09:54:48 2023
Raid Level : raid10
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Fri Mar 17 10:17:51 2023
State : clean, degraded, recovering
Active Devices : 3
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 1

Layout : near=2
Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

Rebuild Status : 21% complete　　　　##修复的进度，达到100%即修复完毕

Name : junwu_server:10 (local to host junwu_server)
UUID : 49f70d00:768b1042:236a6216:b45e79fb
Events : 30

Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync set-A /dev/sdd
4 8 64 1 spare rebuilding /dev/sde
2 8 80 2 active sync set-A /dev/sdf
3 8 96 3 active sync set-B /dev/sdg

重启软RAID

注意要配置软RAID的配置文件，否则如果停止软RAID后就无法激活了

##手动创建配置文件

[root@junwu_server ~]# echo "DEVICE /dev/sd[d-g]" > /etc/mdadm.conf

##扫描磁盘阵列信息，追加到/etc/mdadm.conf

[root@junwu_server ~]# echo "DEVICE /dev/sd[d-g]" > /etc/mdadm.conf

[root@junwu_server ~]# mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf
[root@junwu_server ~]# cat /etc/mdadm.conf
DEVICE /dev/sd[d-g]
ARRAY /dev/md/10 metadata=1.2 name=junwu_server:10 UUID=49f70d00:768b1042:236a6216:b45e79fb

##取消raid挂载

[root@junwu_server ~]# umount /dev/md10

##停止raid10

[root@junwu_server ~]# mdadm -S /dev/md10
mdadm: stopped /dev/md10

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md10
mdadm: cannot open /dev/md10: No such file or directory

##在有配置文件的情况下，可以正常启停raid

[root@junwu_server ~]# mdadm -A /dev/md10
mdadm: /dev/md10 has been started with 4 drives.

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Fri Mar 17 09:54:48 2023
Raid Level : raid10
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Fri Mar 17 10:30:27 2023
State : clean
Active Devices : 4
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0

Layout : near=2
Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

Name : junwu_server:10 (local to host junwu_server)
UUID : 49f70d00:768b1042:236a6216:b45e79fb
Events : 44

Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync set-A /dev/sdd
4 8 64 1 active sync set-B /dev/sde
2 8 80 2 active sync set-A /dev/sdf
3 8 96 3 active sync set-B /dev/sdg

删除软件RAID

1、取消挂载、停止raid服务

[root@junwu_server ~]# umount /dev/md10
[root@junwu_server ~]# mdadm -S /dev/md10
mdadm: stopped /dev/md10

2、卸载raid中所有磁盘信息

[root@junwu_server ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdd
[root@junwu_server ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sde
[root@junwu_server ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdf
[root@junwu_server ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdg

3、删除raid配置文件

[root@junwu_server ~]# rm -f /etc/mdadm.conf

4、删除开机自动配置挂载文件内容

[root@junwu_server ~]# sed -e '12d' /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Sun Sep 18 18:38:20 2022
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
UUID=9d5d7859-2a23-4b89-b177-74ddb3cd50b1 / xfs defaults 0 0
UUID=4ff42a0c-a9c5-41c6-b5c2-ef28a4a5540b /boot xfs defaults 0 0
UUID=6a392a74-cd56-4d74-b186-e838a29ff17a swap swap defaults 0 0

 部署RAID5

##raid5部署需要三块盘

-C raid部署的文件名

-v显示部署过程

-n使用需要的磁盘数量

-l raid的级别

-x备用盘的数量

[root@junwu_server ~]# mdadm -Cv /dev/md5 -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sd[d-g]
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: size set to 20954112K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md5 started.

##检查raid状态

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
Version : 1.2
Creation Time : Sat Mar 18 10:28:33 2023
Raid Level : raid5
Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 3
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Sat Mar 18 10:29:00 2023
State : clean, degraded, recovering
Active Devices : 2
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 2

Layout : left-symmetric
Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

Rebuild Status : 31% complete

Name : junwu_server:5 (local to host junwu_server)
UUID : a38c61ea:d68f734e:955dfa05:f63a39bc
Events : 5

Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync /dev/sdd
1 8 64 1 active sync /dev/sde
4 8 80 2 spare rebuilding /dev/sdf

3 8 96 - spare /dev/sdg

##格式化磁盘文件系统

[root@junwu_server ~]# mkfs.xfs -f /dev/md5
meta-data=/dev/md5 isize=512 agcount=16, agsize=654720 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=10475520, imaxpct=25
= sunit=128 swidth=256 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=5120, version=2
= sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0

##检查挂载情况

[root@junwu_server ~]# mount |tail -n 1
/dev/md5 on /mnt/new_sd_md type xfs (rw,relatime,attr2,inode64,sunit=1024,swidth=2048,noquota)

如何使用备用盘

1、此时raid5磁盘使用情况

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md5 |grep sd
0 8 48 0 active sync /dev/sdd
1 8 64 1 active sync /dev/sde
4 8 80 2 active sync /dev/sdf　　##激活使用的磁盘
3 8 96 - spare /dev/sdg　　##备用盘

2、剔除一块正在使用的磁盘

[root@junwu_server ~]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdd
mdadm: set /dev/sdd faulty in /dev/md5

3、再次查看磁盘状态

[root@junwu_server ~]# mdadm -D /dev/md5 |grep sd
3 8 96 0 spare rebuilding /dev/sdg　　##sdg备用盘顶上来了
1 8 64 1 active sync /dev/sde
4 8 80 2 active sync /dev/sdf
0 8 48 - faulty /dev/sdd

此时又可以正常使用raid5

posted @ 2023-03-18 22:36  Junwu’sblog  阅读(146)  评论(0)  编辑  收藏  举报