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RAID的配置_raid配置

作者：你好赵伟 | 2024-03-07 21:30:13

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raid配置

前：

RAID的创建有两种方式：软RAID（通过操作系统软件来实现）和硬RAID（使用硬件阵列卡）；在企业中用的最多的是：raid1、raid5和raid10。不过随着云的高速发展，阿里云，腾讯云等供应商一般可以把硬件问题解决掉。（你在用云的时候，会关注供应商底层是用什么raid类型吗）

1.磁盘阵列概述

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，当数据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。

2.RAID几种常见的类型

级别	说明	磁盘个数	使用率	优缺点
RAID0	条带卷	2+	100%	读写速度快，不容错
RAID1	镜像卷	2	50%	写速度一般，读速度提升，容错
RAID5	带奇偶校验的条带卷	3+	（n-1)/n	读写速度快，容错，允许坏一块盘
RAID6	带奇偶校验的条带集，双校验	4+	（n-2)/n	读写快，容错，允许坏两块盘
RAID10	RAID1的安全+RAID0的高速	4	50%	读写速度快，容错
RAID50	RAID5的安全+RAID0的高速	6	（n-2)/n	读写速度快，容错

3.RAID的种类概述

1）RAID-0的工作原理

条带（strping），也是我们最早出现的RAID模式

需磁盘数量:2块以上(大小最好相同)，是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可.

特点:成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有提供冗余或错误修复能力，速度快.

任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据；磁盘利用率为100%

2）RAID-1

mirroring（镜像卷），需要磁盘两块以上

原理:是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，(同步)

RAID 1 mirroring（镜像卷），至少需要两块硬盘，raid大小等于两个raid分区中最小的容量（最好将分区大小分为一样），数据有冗余，在存储时同时写入两块硬盘，实现了数据备份；

磁盘利用率为50%，即2块100G的磁盘构成RAID1只能提供100G的可用空间

3）RAID-5

需要三块或以上硬盘，可以提供热备盘实现故障的恢复；只损坏一块，没有问题。但如果同时损坏两块磁盘，则数据将都会损坏。空间利用率： (n-1)/n 2/3

奇偶校验信息的作用:

当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

4）RAID-10

嵌套RAID级别，RAID-10镜像+条带

RAID 10是将镜像和条带进行两级组合的RAID级别，第一级是RAID1镜像对，第二级为RAID 0。比如我们有8块盘，它是先两两做镜像，形成了新的4块盘，然后对这4块盘做RAID0；当RAID10有一个硬盘受损其余硬盘会继续工作，这个时候受影响的硬盘只有2块

RAID硬盘失效处理

一般两种处理方法：热备和热插拔

热备：HotSpare

定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性（就像汽车上的备胎）

全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享（多个汽车一个备胎）

专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用（一个汽车一个备胎）

热插拔：HotSwap

定义：在不影响系统正常运转的情况下，用正常的物理硬盘替换RAID系统中失效硬盘。（灯变红了，有硬盘失效了，直接拔掉，插上一块新的，服务器要支持热插拔HotSwap）

5）RAID-0-1-5-10

搭建及使用-删除RAID及注意事项

RAID的实现方式

互动：我们做硬件RAID，是在装系统前还是之后？

答：先做阵列才装系统，一般服务器启动时，有显示进入配置Riad的提示，比如：按下CTRL+L/H/M进入配置raid界面

硬RAID：需要RAID卡，我们的磁盘是接在RAID卡的，由它统一管理和控制。数据也由它来进行分配和维护；它有自己的cpu，处理速度快

4.软RAID创建raid0与运用

1）安装服务命令


~]#yum -y install mdadm
~]# mdadm -C -v /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc
 
-C 创建 -v 详细信息 -l阵列级别 -n 阵列成员数量
 
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
 
~]# mdadm -Ds
-D 打印阵列设备详细信息 s得到阵列缺失信息

2) 查看阵列信息


~]# mdadm -Ds
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=http://xuegod63.cn:0 UUID=cadf4f55:226ef97d:565eaba5:3a3c7da4
 
~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Thu May 17 15:59:16 2018
Raid Level : raid0
Array Size : 41910272 (39.97 GiB 42.92 GB)
 
39.97按照1024计算，42.92按照1000计算
 
Raid Devices : 2
Total Devices : 2
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Thu May 17 15:59:16 2018
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Chunk Size : 512K #chunk是raid中最小的存储单位
Consistency Policy : none
Name : http://xuegod63.cn:0 (local to host http://xuegod63.cn)
UUID : cadf4f55:226ef97d:565eaba5:3a3c7da4
Events : 0
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
1 8 32 1 active sync /dev/sdc
active sync：动态同步
 
#保存配置信息
~]# mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf
#从内存中查看，重启后，信息丢失，所以要保存
~]# cat /proc/mdstat

3)对创建的RAID0进行文件系统创建并挂载


~]# mkfs.xfs /dev/md0
~]# mkdir /raid0
~]# mount /dev/md0 /raid0/
~]# df -Th /raid0/
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/md0 xfs 40G 33M 40G 1% /raid0
 
~]# echo 324 > /raid0/a.txt

4)开机自动挂载


~]# blkid /dev/md0
/dev/md0: UUID="3bf9c260-dc7b-4e37-a865-a8caa21ddf2c" TYPE="xfs"
 
~]# echo "UUID=5bba0862-c4a2-44ad-a78f-367f387ad001 /raid0 xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab

5.软RAID创建RAID1与模拟错误

raid种类磁盘热备盘

raid1 sdd、sde sdf1

创建RAID1>>添加1个热备盘>>模拟磁盘故障，自动顶替故障盘>>从raid1中移出故障盘

1)创建RAID1


# 创建RAID1
~]# mdadm -C -v /dev/md1 -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sd[d,e,f]
 
-C 创建 -v 详细信息 -l阵列级别 -n 阵列成员数量 -x阵列备用盘数量
 
# 将RADI信息保存到配置文件
~]# mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf
 
# 查看 RAID 阵列信息
~]# mdadm -D /dev/md1
Raid Level : raid1
Array Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
....
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync /dev/sdd
1 8 64 1 active sync /dev/sde
2 8 80 - spare /dev/sdf
spare：备用
 
# 在RAID设备上创建文件系统
~]# mkfs.xfs /dev/md1
~]# mkdir /raid1
~]# mount /dev/md1 /raid1/

2）准备测试文件

~]# cp /etc/passwd /raid1/

3）模拟损坏


## 下面模拟RAID1中数据盘/dev/sde出现故障，观察/dev/sdf备用盘能否自动顶替故障盘
 
#先确定已经同步成功
~]# mdadm -D /dev/md1
Consistency Policy : resync
 
# 将设备状态设为故障
~]# mdadm /dev/md1 -f /dev/sde
-f 将设备状态设为故障
 
# 查看一下阵列状态信息
~]# mdadm -D /dev/md1
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync /dev/sdd
2 8 80 1 spare rebuilding /dev/sdf
1 8 64 - faulty /dev/sde
spare rebuilding              # 热备重建中，也就是 sdd会把自己的数据同步到sdf
rebuild Status : 13% complete # 同步状态 （此时md1中的文件依然正常使用，因为sdd在工作）
faulty                        # 错误

4）更新配置文件


~]# mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf
 
-D 打印阵列设备详细信息 s得到阵列缺失信息 v
 
# 查看数据是否丢失
~]# ls /raid1/ #数据正常，没有丢失
重要的数据如：数据库 ； 系统盘 （把系统安装到raid1的md1设备上，然后对md1做分区）

5）移除损坏的设备：


~]# mdadm -r /dev/md1 /dev/sde #-r 移除设备
mdadm: hot removed /dev/sde from /dev/md1
 
# 查看信息：
~]# mdadm -D /dev/md1
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 96 0 active sync /dev/sdd
2 8 128 1 active sync /dev/sdf
 
#已经没有热备盘了,添加一块新热备盘。
~]# mdadm -a /dev/md1 /dev/sde 
mdadm: added /dev/sde
#-a 添加设备到阵列

6.软RAID创建RAID5

raid 种类磁盘热备盘

raid5 sdg、sdh、sdi sdj

1）创建RAID5, 添加1个热备盘，指定chunk大小为32K

-x 指定阵列中备用盘的数量

-c或--chunk= 设定阵列的块chunk块大小，单位为KB （普通文件就默认就可以，如果存储大文件就调大些，如果存储小文件就调小些，这里chunk就类似簇，块一样的概念，是阵列的最小存储单位）

2）停止阵列，重新激活阵列

3）使用热备盘，扩展阵列容量，从3个磁盘扩展到4个


# 创建RAID-5
~]# mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 -c 32 /dev/sd{g,h,i,j}
~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
Version : 1.2
Creation Time : Thu May 17 18:54:20 2018
Raid Level : raid5
Array Size : 41910272 (39.97 GiB 42.92 GB)
Used Dev Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 3
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Thu May 17 18:54:31 2018
State : clean, degraded, recovering
Active Devices : 2
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 2
Layout : left-symmetric
Chunk Size : 32K
Consistency Policy : resync
Rebuild Status : 7% complete #同步状态，同步完，此行消失。
Name : http://xuegod63.cn:5 (local to host http://xuegod63.cn)
UUID : fa685cea:38778d6a:0eb2c670:07ec5797
Events : 2
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 96 0 active sync /dev/sdg
1 8 112 1 active sync /dev/sdh
4 8 128 2 spare rebuilding /dev/sdi
3 8 144 - spare /dev/sdj #热备盘

(2) 扩展RAID5磁盘阵列


# 将热备盘增加到md5中，使用md5中可以使用的磁盘数量为4块
/]# mdadm -G /dev/md5 -n 4 -c 32
-G或--grow 改变阵列大小或形态
 
~]# mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf #保存配置文件
 
备注：阵列只有在正常状态下，才能扩容，降级及重构时不允许扩容。对于raid5来说，只能增加成员盘，不能减少。而对于raid1来说，可以增加成员盘，也可以减少。
 
~]# mdadm -D /dev/md5 #查看状态
.....
Array Size : 41910272 (39.97 GiB 42.92 GB)
#发现新增加硬盘后空间没有变大，为什么？
Used Dev Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
.....
Reshape Status : 3% complete
 
#重塑状态：3%完成 ，等到100%， 数据才同步完，同步完后会变成成：Consistency Policy : resync #一致性策略：再同步，表示已经同步完
.....
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 96 0 active sync /dev/sdg
1 8 112 1 active sync /dev/sdh
4 8 128 2 active sync /dev/sdi
3 8 144 3 active sync /dev/sdj
# 等一会，等所有数据同步完成后，查看md5空间大小：
Array Size : 62865408 (59.95 GiB 64.37 GB) #空间已经变大
Used Dev Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)

(3) 停止MD5阵列


~]# mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf #停止前，一定要先保存配置文件
~]# mdadm -D /dev/md5 ##停止前，请确认数据已经同步完（同步不完成，有时会无法激活）
Consistency Policy : resync #数据已经同步完
~]# mdadm -S /dev/md5 #-S 停止阵列
mdadm: stopped /dev/md5

(4) 激活MD5阵列


#-A 激活磁盘阵列 s扫描配置文件得到阵列信息
~]# mdadm -As 
mdadm: /dev/md5 has been started with 3 drives and 1 spare.

7.软RAID创建RAID10

raid10 分区：sdk1,sdk2,sdk3.sdk4


~]# fdisk /dev/sdk #分4个主分区，每个分区1G大小
~]# ls /dev/sdk*
~]# mdadm -C -v /dev/md10 -l 10 -n 4 /dev/sdk[1-4]
~]# cat /proc/mdstat
 
# 删除RAID所有信息及注意事项
~]# umount /dev/md0 /raid0 #如果你已经挂载raid，就先卸载。
~]# mdadm -Ss #停止raid设备
~]# rm -rf /etc/mdadm.conf #删除raid配置文件
~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdb
 
#清除物理磁盘中的raid标识 ，MD超级块
~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdc
 
#清除物理磁盘中的raid标识 ，MD超级块
mdadm: Unrecognised md component device #代表已经擦除掉MD超级块，找不到raid标识的信息了，擦除MD超级快，执行两次会报这个信息。
 
参数：--zero-superblock : #擦除设备中的MD超级块