RAID 1 軟體實作（Linux 系統）-有解無憂

實作raid有2種方式：

軟體 RAID 的性能較低，因為其使用主機的資源，需要加載 RAID 軟體以從軟體 RAID 卷中讀取資料，在加載 RAID 軟體前，作業系統需要引導起來才能加載 RAID 軟體，在軟體 RAID 中無需物理硬體，零成本投資，

硬體 RAID 的性能較高，他們采用 PCI Express 卡物理地提供有專用的 RAID 控制器，它不會使用主機資源，他們有 NVRAM 用于快取的讀取和寫入，快取用于 RAID 重建時，即使出現電源故障，它會使用后備的電池電源保持快取，對于大規模使用是非常昂貴的投資，

RAID有不同的級別，在這里，我們僅列出在真實環境下的使用最多的 RAID 級別，

RAID0 = 條帶化
RAID1 = 鏡像
RAID5 = 單磁盤分布式奇偶校驗
RAID6 = 雙磁盤分布式奇偶校驗
RAID10 = 鏡像 + 條帶，（嵌套RAID）

e850352ac65c103887cd779ab3119313b07e8933

RAID 1稱為磁盤鏡像，原理是把一個磁盤的資料鏡像到另一個磁盤上，也就是說資料在寫入一塊磁盤的同時，會在另一塊閑置的磁盤上生成鏡像檔案，在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修復性上，只要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁盤可以使用，甚至可以在一半數量的硬碟出現問題時系統都可以正常運行，當一塊硬碟失效時，系統會忽略該硬碟，轉而使用剩余的鏡像盤讀寫資料，具備很好的磁盤冗余能力，雖然這樣對資料來講絕對安全，但是成本也會明顯增加，磁盤利用率為50%，以四塊80GB容量的硬碟來講，可利用的磁盤空間僅為160GB，另外，出現硬碟故障的RAID系統不再可靠，應當及時的更換損壞的硬碟，否則剩余的鏡像盤也出現問題，那么整個系統就會崩潰，更換新盤后原有資料會需要很長時間同步鏡像，外界對資料的訪問不會受到影響，只是這時整個系統的性能有所下降，因此，RAID 1多用在保存關鍵性的重要資料的場合，

RAID 1主要是通過二次讀寫實作磁盤鏡像，所以磁盤控制器的負載也相當大，尤其是在需要頻繁寫入資料的環境中，為了避免出現性能瓶頸，使用多個磁盤控制器就顯得很有必要，

RAID 1 :磁盤利用率為50%,二次讀寫實作磁盤鏡像，

1、準備作業

安裝系統后，主板上連接2塊硬碟，這里我用虛擬機做實驗，

試驗系統：Centos 8.1.1911

2、創建邏輯卷RAID 1

查看邏輯卷及磁區

[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
sdc           8:32   0    1G  0 disk
sr0          11:0    1 1024M  0 rom
[root@study ~]#

我們使用sdb 和 sdc 簡歷邏輯卷RAID1

[root@study ~]# mdadm -C /dev/md0 -l raid1 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
    may not be suitable as a boot device.  If you plan to
    store '/boot' on this device please ensure that
    your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
    --metadata=https://www.cnblogs.com/Renqy/p/0.90
Continue creating array?
Continue creating array? (y/n) y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
[root@study ~]#

查看狀態

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:24:52 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]#

格式化磁區并掛載使用

[root@study ~]# mkfs.ext4 /dev/md0
mke2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
創建含有 261632 個塊（每塊 4k）和 65408 個inode的檔案系統
檔案系統UUID：07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772
超級塊的備份存盤于下列塊：
	32768, 98304, 163840, 229376

正在分配組表： 完成
正在寫入inode表： 完成
創建日志（4096 個塊）完成
寫入超級塊和檔案系統賬戶統計資訊： 已完成

[root@study ~]# mkdir /mnt/raid1
[root@study ~]# mount /dev/md0 /mnt/raid1/
[root@study ~]# echo "this is linux raid1" > /mnt/raid1/readme.txt
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/readme.txt
-rw-r--r--. 1 root root 20 6月   9 07:27 /mnt/raid1/readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

配置自動掛載

[root@study ~]# umount /mnt/raid1
[root@study ~]# blkid /dev/md0
/dev/md0: UUID="07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772" TYPE="ext4"
[root@study ~]# vim /etc/fstab
[root@study ~]# cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu May 28 03:40:23 2020
#
# 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.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/cl-root     /                       xfs     defaults        0 0
UUID=9df293e1-6753-4be2-9733-dad673e61f4a /boot                   ext4    defaults        1 2
/dev/mapper/cl-swap     swap                    swap    defaults        0 0
UUID="07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772" /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0
[root@study ~]# mount -a
[root@study ~]# df -h
檔案系統             容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs             885M     0  885M    0% /dev
tmpfs                903M     0  903M    0% /dev/shm
tmpfs                903M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                903M     0  903M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.3G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]#

3、模擬raid磁盤故障

移除磁盤sdc，

移除后，partprobe重繪下磁區，

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:30:15 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]# partprobe /dev/md0
[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1 /mnt/raid1
sr0          11:0    1 1024M  0 rom

查看raid1狀態資料

發現資料依然存在，沒有影響到資料，

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:35:17 2020
             State : clean, degraded
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 1
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       -       0        0        1      removed

       1       8       32        -      faulty   /dev/sdc
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/
總用量 20
drwx------. 2 root root 16384 6月   9 07:26 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root    20 6月   9 07:27 readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

修復RAID1

移除故障磁盤，插入新磁盤，然后重啟服務器，

[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1 /mnt/raid1
sdc           8:32   0    1G  0 disk
sr0          11:0    1 1024M  0 rom
[root@study ~]# df -h
檔案系統             容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs             886M     0  886M    0% /dev
tmpfs                904M     0  904M    0% /dev/shm
tmpfs                904M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                904M     0  904M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.4G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]# umount /mnt/raid1
[root@study ~]# mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc
mdadm: added /dev/sdc
[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1
sdc           8:32   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1
sr0          11:0    1 1024M  0 rom

查看資料

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 21:11:45 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 53

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       2       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]# mount -a
[root@study ~]# df -h
檔案系統             容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs             886M     0  886M    0% /dev
tmpfs                904M     0  904M    0% /dev/shm
tmpfs                904M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                904M     0  904M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.4G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/
總用量 20
drwx------. 2 root root 16384 6月   9 07:26 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root    20 6月   9 07:27 readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

讀書和健身總有一個在路上

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標籤：Linux

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