RAID 磁盘阵列

目录

• 一、RAID 介绍
  • 1. RAID 0
  • 2. RAID 1
  • 3. RAID 5
  • 4. RAID 6
  • 5. RAID 10
• 二、RAID的级别总结
• 三、命令
• 四、实操 RAID 5
  • 1. 磁盘阵列 RAID 5
    • （1）创建RAID 5
    • （2）格式化 RAID 5
    • （3）挂载 RAID 5
  • 2. 验证 RAID5 的高可用性
  • 3. 删除 RAID5
• 五、实操 RAID 10
  • 1. 磁盘阵列 RAID 10
    • （1）创建RAID 10
    • （2）格式化 RAID 10
    • （3）挂载 RAID 10
  • 2. 检验 RAID 10 的高可用性
  • 3. 删除 RAID 10
• 六、实操 用LVM创建RAID 5
  • 1. 创建逻辑卷
  • 2. 用逻辑卷创建RAID 5
  • 3. 格式化 RAID 5
  • 4. 挂载 RAID 5
  • 5. 验证 RAID5 的高可用性

一、RAID 介绍

RAID 中文简称为独立冗余磁盘阵列，其是将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），从而得到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级别有：RAID0、RAID1、DRAD5、RAID6、RAID10（RAID1+0）

1. RAID 0

条带化存储

RAID 0 所需要的硬盘个数为 N（N >= 1）

它是连续以字节为单位分割数据，并行读取/存储多个硬盘，达到高数据传输

没有数据冗余备份，所以当其中一个硬盘失效时会影响所有数据

不可以将其用作数据安全性高的场合

2. RAID 1

镜像存储

RAID 1 所需要的硬盘个数是偶数个

每两个硬盘间相互备份，当数据繁忙时可直接读取镜像硬盘中的数据

所以RAID 1 的读取速度高，但写入数据速度较低

当源硬盘失效时镜像硬盘可直接代替源硬盘工作

3. RAID 5

RAID 5 所需硬盘数为 N（N >= 3）

硬盘利用率为 (N-1) /N

将一份数据分成 N-1 份，同时还有一份校验数据，把N份数据循环均衡存储进N块硬盘

同时读写，但因为有校验机制的存在，所以读取数据速度高，写入数据速度相对较低

可靠性高，一块硬盘失效，不影响数据

4. RAID 6

RAID 6 所需要的硬盘数为 N（N >= 4）

硬盘利用率为（N - 2）/N

在RAID 5 的基础上增加了独立的奇偶校验信息块

两个独立的奇偶系统使用的是不同的算法，即使两块硬盘同时失效也不会影响数据的使用

相对于 RAID 5 写入数据性能较差

可靠性高，两块硬盘失效，不影响数据

5. RAID 10

先做镜像再做条带（RAID 1 + RAID 0）

RAID 10 所需硬盘个数为 N（N为偶数且 N>=4）

利用率为 N/2

N/2块硬盘同时写入，N块盘同时读取

性能高，可靠性高

还有 RAID 01 ，它与RAID 10 相同，但它是先做条带再做镜像

二、RAID的级别总结

RAID 级别	硬盘数量	硬盘利用率	读性能	写性能	高可用性	特点
RAID 0	N	N 100%	高	高	无	追求最大容量和读写速度，坏一块硬盘，数据全部异常
RAID 1	N（偶数）	N/2 50%	低	低	中等	追求安全，只坏一块硬盘，不影响使用，数据也不影响
RAID 5	N >= 3	（N-1）/N	高	低	高	成本控制前提下，追求最大容量、速度及高可用性，只坏一块硬盘，不影响数据
RAID 6	N >= 4	（N-2）/N	高	低	很高	比RAID5安全性高，但写入速度低，可以坏两个硬盘不受影响
RAID 10	N >=4（偶数）	N/2 50%	高	中等	很高	综合RAID0和RAID1的优点，既有速度又有高可用，每个基组可以坏一个硬盘，数据不受影响

三、命令

命令：

mdadm

选项：

选项	作用
-C	创建RAID
-v	显示创建过程信息
-l数字	创建的是RAID的级别，级别数是什么这个数字就是什么
-n数字 硬盘名1 硬盘名2 ……	设置组成磁盘阵列的硬盘，有多少个硬盘，数字就是多少
-x数字 硬盘名2 硬盘名2 ……	设置热备份硬盘，硬盘的个数有多少个硬盘，数字就是多少
-D	查看RAID的信息
设备名 -f 硬盘名	强制损坏磁盘阵列中的硬盘分区
-S	停止RAID
-As	激活RAID
-R	强制启动RAID
-G 设备名 -n数字 -a 硬盘名	向磁盘阵列中添加硬盘，数字=硬盘添加进磁盘阵列后的硬盘总数
--misc --zero-superblock	解除硬盘与RAID的关联

四、实操 RAID 5

主机硬盘情况如下：

1. 磁盘阵列 RAID 5

（1）创建RAID 5

组成磁盘阵列的硬盘为 sdb1、sdc1、sdd1，热备份盘为 sde1

[root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sde1
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5

（2）格式化 RAID 5

将 RAID 5 格式化为 xfs 文件系统类型

[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md5

（3）挂载 RAID 5

将 RAID 5 挂载至 /data/md5 目录下

[root@localhost ~]# mkdir -p /data/md5
[root@localhost ~]# mount /dev/md5 /data/md5

2. 验证 RAID5 的高可用性

（1）模拟sdb1损坏

当sdb1分区损坏时，验证RAID5 中的数据是否收到影响

[root@localhost ~]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb1
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5
[root@localhost ~]# cd /data/md5/
[root@localhost md5]# touch 1 2 3
[root@localhost md5]# ls

（2）模拟sdb1、sdc1损坏

当RAID5 中的sdb1 和 sdc1分区损坏时，验证RAID5 中的数据是否收到影响

[root@localhost md5]# mdadm -D /dev/md5
[root@localhost md5]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdc1
[root@localhost md5]# mdadm -D /dev/md5
[root@localhost md5]# cd /data/md5
[root@localhost md5]# touch 4 5 6
[root@localhost md5]# ls

（3）模拟sdb1、sdc1、sdd1都损坏

当RAID5 中的sdb1、sdc1、sdd1分区损坏时，验证RAID5 中的数据是否收到影响

[root@localhost md5]# mdadm -D /dev/md5
[root@localhost md5]# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdd1
[root@localhost md5]# mdadm -D /dev/md5
[root@localhost md5]# ls
[root@localhost md5]# touch 7 8 9

3. 删除 RAID5

顺序：

解挂载RAID5 ------> 停止运行RAID5 ------> 解除硬盘分区与RAID5的联系

[root@localhost ~]# umount /dev/md5
[root@localhost ~]# df -h
[root@localhost ~]# mdadm -S /dev/md5
[root@localhost ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sd[b-d]1
[root@localhost ~]# lsblk

五、实操 RAID 10

主机硬盘情况如下：

1. 磁盘阵列 RAID 10

（1）创建RAID 10

组成磁盘阵列的硬盘为 sdb1、sdc1、sdd1、sde1，热备份盘为 sdf1

[root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md10 -l10 -n4 /dev/sd[b-e]1 -x1 /dev/sdf1
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md10

（2）格式化 RAID 10

将RAID 10 格式化为 xfs文件系统类型

[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md10

（3）挂载 RAID 10

将 RAID 10 挂载至 /data/md10 目录下

2. 检验 RAID 10 的高可用性

将 RAID 10 中的sdb1、sdc1、sdd1全部破坏，检验是否对RAID 10 中的数据有影响

[root@localhost md10]# touch 1
[root@localhost md10]# ls
[root@localhost md10]# cd
[root@localhost ~]# mdadm /dev/md10 -f /dev/sd[b-d]1
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md10

3. 删除 RAID 10

删除方法与删除RAID 5一致

六、实操 用LVM创建RAID 5

主机硬盘情况如下：

1. 创建逻辑卷

将sdb1、sdc1、sdd1、sde1都创建成为逻辑卷

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb1
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdc1
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdd1
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sde1

[root@localhost ~]# vgcreate bvg /dev/sdb1
[root@localhost ~]# vgcreate cvg /dev/sdc1
[root@localhost ~]# vgcreate dvg /dev/sdd1
[root@localhost ~]# vgcreate evg /dev/sde1

[root@localhost ~]# lvcreate -L 9G -n blv bvg
[root@localhost ~]# lvcreate -L 9G -n clv cvg
[root@localhost ~]# lvcreate -L 9G -n dlv dvg
[root@localhost ~]# lvcreate -L 9G -n elv evg

2. 用逻辑卷创建RAID 5

组成磁盘阵列的硬盘为 blv、clv、dlv，热备份盘为 elv

[root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md5 -l5 -n3 /dev/bvg/blv /dev/cvg/clv /dev/dvg/dlv -x1 /dev/evg/elv
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5

3. 格式化 RAID 5

将 RAID 5 格式化为 xfs 文件系统类型

[root@locahost ~]# mkfs.xfs /dev/md5

4. 挂载 RAID 5

将 RAID 5 挂载至 /data/lvmd5 目录下

[root@localhost ~]# mkdir -p /data/lvmd5
[root@localhost ~]# mount /dev/md5 /data/lvmd5/
[root@localhost ~]# df -h

5. 验证 RAID5 的高可用性

与之前一致