本章內(nèi)容：

? ? ? ?1、RAID詳細描述

? ? ? ?2、mdadm 工具

? ? ? ?3、創(chuàng)建raid

? ? ? ?4、磁盤陣列的管理

RAID描述：

? ? ? ? ??RAID：（Redundant Array of indenpensive Disk） 獨立磁盤冗余陣列: 磁盤陣列是把多個磁盤組成一個陣列, ? ? ? ? ? ? 當(dāng)作單一磁盤使用,它將數(shù)據(jù)以分段(striping)的方式儲存在不同的磁盤中,存取數(shù)據(jù)時,陣列中的相關(guān)磁 ? ? ? ? ? ? 盤一起動作,大幅減低數(shù)據(jù)的存取時間,同時有更佳的空間利用率。

? ? ??功能：

? ? ? ? ? ? ?提高IO能力：磁盤并行讀寫。
? ? ? ? ? ?提高耐用性：磁盤冗余來實現(xiàn)。

?? RAID級別：多塊磁盤組織在一起的工作方式有所不同，稱為RAID level。不同的level針對不同的系統(tǒng)及應(yīng)用,以解 ? ? ? ? ? ? ? 決數(shù)據(jù)安全的問題。簡單來說，RAID把多個硬盤組合成為一個邏輯扇區(qū)。因此，操作系統(tǒng)只會把它當(dāng)作 ? ? ? ? ? ? ? 一個硬盤。

??RAID的實方式:????
? ? ? ? ? ??1. 硬件RAID：用RAId接口卡來實現(xiàn)；需要內(nèi)核支持其驅(qū)動，并且該類設(shè)備設(shè)備顯示為SCSI設(shè)備，代號 ? ? ? ? ? ? ? ? ??為/dev/sd*。
? ? ? ? ?2. 軟件RAID：用內(nèi)核中的MD(multiple devices)模塊實現(xiàn)，該類設(shè)備在/etc/下表示為：md*；使用mdadm ? ? ? ? ? ? ? 工具管理軟RAID；

? ? ? ? ? ? 雖然來說可以用軟件模擬實現(xiàn)raid，但是相對對磁盤控制的功能及性能不如硬件實現(xiàn)的好，生產(chǎn)環(huán)境中最 ? ? ? ? ? ? 好使用硬件raid 。

?常見的RAID類型描述：

? ? ? ? ? ??RAID0：條帶卷（striping），至少需要兩塊磁盤，做RAID分區(qū)的大小最好是相同的（也可以用相同大小的 ? ? ? ? ? ? ? ? ?兩塊磁盤直接做?RAID）；把數(shù)據(jù)分割成若干個相同大小的chunk，依次均勻的存儲在不同的磁盤 ? ? ? ? ? ? ? ? ??上，在讀寫的時候可以實現(xiàn)并發(fā)，所以讀、寫性能好；但是沒有容錯功能，任何一塊磁盤損壞，將導(dǎo) ? ? ? ? ? ? ? ? ?致全部數(shù)據(jù)的損壞。磁盤利用率100%。

? ? ? ? ? ? ? ??如下圖：

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ??? RAID1：鏡像卷（mirroring），至少需要兩塊硬盤，raid大小等于兩個raid分區(qū)中最小的容量（最好將分區(qū) ? ? ? ? ? ? ? ??大小分為一樣），磁盤利用率50%；數(shù)據(jù)有冗余，在存儲時同時寫入兩塊硬盤，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)備份；但 ? ? ? ? ? ? ? ? ?相對降低了寫入性能，但是讀取數(shù)據(jù)時可以并發(fā)，幾乎類似于raid0的讀取效率。

? ? ? ? ? ? ? ?如下圖：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ??

? ? ? ?RAID5：最少需要三塊硬盤，可以提供熱備盤實現(xiàn)故障的恢復(fù)；采用異或運算，可靠性強，允許損壞一塊磁盤，只有同時 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 損壞兩塊硬盤時數(shù)據(jù)才會完全損壞，只損壞一塊硬盤時，系統(tǒng)會根據(jù)存儲的異或校驗位重建數(shù)據(jù)，臨時提供服務(wù)；此 ? ? ? ? ? ? ? 時如果磁盤陣列中有備用盤，系統(tǒng)會自動在備用盤上重建故障磁盤上的數(shù)據(jù)。

? ? ? ? ? ? ?如下圖：

? ? ? ? ???

? ? ? ? ??注：RAID中的容錯表示即使磁盤故障,數(shù)據(jù)仍能保持完整,可讓系統(tǒng)存取到正確的數(shù)據(jù),而SCSI的磁盤陣列更可在工作中抽換 ? ? ? ? ? ? ??磁盤, 并可自動重建故障磁盤的數(shù)據(jù)。?

mdadm:模式化的工具

? ??命令語法格式：mdadm [mode] ?<raiddevice> [options] <component-devices>
? ??支持的RAID級別：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10
???[mode]：

? ? ? ?-C, –create：? 創(chuàng)建一個新的陣列

? ? ? -A, –assemble：?激活RAID設(shè)備

? ? ? ?-F, –follow, –monitor：選擇監(jiān)控(Monitor)模式

? ? ? ?-G, –grow：?? 改變激活陣列的大小或形態(tài)

???<raiddevice>:?/dev/md#?
???<component-devices>:?任意塊設(shè)備
? ?[options]：選擇一個模式的選項

? ? ?? ??-C:?創(chuàng)建模式?
? ? ? ? ? ?-n #: 使用#個塊設(shè)備來創(chuàng)建此RAID?
? ? ? ? ? ?-l #：指明要創(chuàng)建的RAID的級別?
? ? ? ? ? ?-a {yes|no}：自動創(chuàng)建目標(biāo)RAID設(shè)備的設(shè)備文件?
? ? ? ? ? ?-c CHUNK_SIZE: 指明塊大小?
? ? ? ? ? ?-x #: 指明空閑盤的個數(shù)?
? ??? ??-D：顯示raid的詳細信息；?
? ? ? ? ? ? ??mdadm -D /dev/md# ?
? ? ? ? ? ?-s:–scan:掃描配置文件或 /proc/mdstat以搜尋丟失的信息。

? ? ? ? ? ? ? ?默認配置文件：/etc/mdadm.conf?

? ?管理模式：?-f: 標(biāo)記指定磁盤為損壞?

? ? ? ? ? ? ? ?-a: 添加磁盤?

? ? ? ? ? ? ? ?-r: 移除磁盤

創(chuàng)建軟RAID的過程：

? ???以四個分區(qū)模擬創(chuàng)建一個raid5為操作示例。

? ?步驟：

? ? ? ??1、創(chuàng)建RAID5 的組員

? ? ? ?Linux中陣列組成單元是分區(qū)，分區(qū)可以是整個設(shè)備也可以是設(shè)備多個分區(qū)中的一個；組成的陣列中，每個分區(qū) ? ? ? ? ?的大小必須一樣；在fdisk分區(qū)后需要將分區(qū)標(biāo)志改為Linux raid auto類型；分區(qū)后如下：

 

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Device ? ? ? ? ? ? Boot ? ? ??Start ? ? EndBlocks ? ?Id ? ? ? ?System

? ? ???2、建立RAID5磁盤陣列；如下圖：

? ? ? ? ? ? ??

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? ?3、查看陣列狀態(tài)；cat /proc/mdstat

? ? ? ?

? ? ? ? ? 上圖中，通過cat /proc/mdstat信息查看所有運行的RAID陣列的狀態(tài)，在第一行中首先是MD的設(shè)備名md0，active和 ? ? ? ? ? ? ? ? inactive選項表示陣列是否能讀/寫，接著是陣列的RAID級別raid5，后面是屬于陣列的塊設(shè)備，方括號[]里的數(shù)字表示設(shè) ? ? ? ? ? 備在陣列中的序號，(S)表示其是熱備盤，(F)表示這個磁盤是 faulty狀態(tài)。下一行中首先是陣列的大小，用塊數(shù)來表示； ? ? ? ? ? 后面有chunk-size的大小，然后是layout類型，不同RAID級別的 layout類型不同，[3/3] [UUU]表示陣列有3個磁盤并且3 ? ? ? ? ? 個磁盤都是正常運行的，而[2/3]和[_UU] 表示陣列有3個磁盤中2個是正常運行的，下劃線對應(yīng)的那個位置的磁盤是faulty ? ? ? ? ??狀態(tài)。

? ?4、生成RAID的配置文件；

? ? ??mdadm.conf是該軟件的默認配置文件，主要作用是方便跟蹤軟RAID的配置，尤其是可以配置監(jiān)視和事件上報選項。其中寫入每 ? ? ? 一個陣列組成的詳細情況，用于在下次開啟陣列后依據(jù)此文件重新裝配開啟陣列，否則就需要在開啟時手動定義陣列中的成 ? ? ? ? 員；當(dāng)然是推薦創(chuàng)建該文件，防止出現(xiàn)意外情況。

? ? ? ?

? ? ? ?

? ?5、創(chuàng)建文件系統(tǒng)；

? ? ?

? ?6、掛載；

? ? ??

? ? 7、查看陣列的詳細信息；

? ? ??

磁盤陣列管理：

? ? 1、RAID5磁盤陣列中模擬一塊磁盤故障；下圖中模擬/dev/sdb盤損壞，發(fā)現(xiàn)熱備的盤/dev/sdd1/自動替換損壞的磁盤，并顯示數(shù) ? ? ? 據(jù)構(gòu)建的進度條。

? ??

? ? 2、移除損壞的磁盤；損壞的磁盤狀態(tài)是faulty.

? ? ? ?

? ? 注意：對于有冗余的raid形式，在單一磁盤故障時一般能在一段時間內(nèi)重建數(shù)據(jù)；但是數(shù)據(jù)量非常大時，重建會非常緩慢，且重 ? ? ? ? ?建系統(tǒng)過程壓力比較大，此時需要多關(guān)注系統(tǒng)負載，防止重建過程出現(xiàn)錯誤；在熱移除故障盤后，也需要盡快的換上新 ? ? ? ? ? ? ?硬盤，并且添加spare盤；在故障修復(fù)，重建重建之后，需要重新生成配置文件，防止在下次開啟時，按照最初的定義模 ? ? ? ? ? ?式開啟。

? ? ?3、RAID陣列添加新的組員；

? ? ? ? ?? #mdadm -G /dev/md0 -n4 -a /dev/sdb

? ? ?4、停止RAID設(shè)備；如下圖：

? ? ? ??

? ? ?5、激活RAID設(shè)備；如下圖：

? ? ? ??

? ? ?6、刪除RAID設(shè)備，如下圖：

• ? ? ? ??先取消掛載：#umount /mnt/raid
• ? ? ? ? 停止RAID設(shè)備：mdadm -S /dev/md0
• ? ? ? ? 刪除配置文件：rf -f /etc/mdadm.conf
• ? ? ? ? 刪除/etc/fsatb 文件下的對應(yīng)掛載信息
• ? ? ? ? 分別清除RAID成員上的raid元數(shù)據(jù)：

? ? ? ? ? ? # mdadm –zero-superblock /dev/sda6

?RAID-10的創(chuàng)建方法：?

? ? ? 1、先創(chuàng)建兩個底層的RAID-1：

? ? ? ? ? #mdadm -C /dev/md0 -a yes?-l 1 -n 2 /dev/sd{a6,b}

? ? ? ? ? #mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sd{c1,d1}

? ? ? 2、用兩個RAID-1，創(chuàng)建上層RAID-0

? ? ? ? ? #mdadm -C /dev/md2 -a yes -l 0 -n 2 /dev/md{0,1}

? ? ? 3、查看狀態(tài)；如下圖：

? ? ? ??

? ? ? 4、創(chuàng)建配置文件

? ? ? ??? ??

? ? ? 5、停止與開啟陣列；

? ? ? ??

? ? ? ?上圖中：關(guān)閉與開啟過程，系統(tǒng)只能識別層級，關(guān)閉先關(guān)閉上層的RAID-0,再關(guān)閉底層的兩個RAID-1；

? ? ? ? ? ?開啟也是與關(guān)閉過程一樣；防止了沖突。