一、RAID磁盤陣列

RAID磁盤陣列介紹

■RAID是獨立磁盤冗余陣列（Redundant Array of Independent Disks）簡稱磁盤陣列，主要就是資源集中，統一管理，

■把多塊獨立的物理硬碟按不同的方式組合成一個硬碟組，邏輯上可以看成一個大的硬碟，從而提供比單個硬碟更高的存盤性能和提供資料備份技術，

■組成磁盤陣列的不同方式稱為RAID級別(RAID Levels)

■常用的RAID級別

• RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

1.RAID0(條帶化存盤)

• RAID 0連續以位或位元組為單位分割資料，并行讀/寫于多個磁盤上，因此具有很高的資料傳輸率，但它沒有資料冗余，
• RAID 0只是單純的提高性能，并沒有為資料的可靠性提供保證，而且其中的一個磁盤失效將影響到所有資料
• RAID 0不能應用于資料安全性要求高的場合

2.RAID 1（鏡像存盤）

• 通過磁盤資料鏡像實作資料冗余，在成對的獨立磁盤上產生互為備份的資料
• 當原始資料繁忙時，可直接從鏡像拷貝中讀取資料，因此RAID 1可以提高讀取性能
• RAID 1是磁盤陣列中單位成本最高的，但提供了很高的資料安全性和可用性，當一個磁盤失效時，系統可以自動切換到鏡像磁盤上讀寫，而不需要重組失效的資料

3.RAID 5

• N(N≥3)塊盤組成陣列，一份資料產生N-1個條帶，同時還有一份校驗資料，共N份資料在N塊盤上回圈均衡存盤
• N塊盤同時讀寫，讀性能很高，但由于有校驗機制的問題，寫性能相對不高
• （N-1）/N 磁盤利用率
• 可靠性高，允許壞1塊盤，不影響所有資料

4.RAID 6

• N（N≥4）塊盤組成陣列，（N-2）/N 磁盤利用率
• 與RAID 5相比，RAID 6增加了第二塊獨立的奇偶校驗資訊塊
• 兩個獨立的奇偶系統使用不同的演算法，即使兩塊磁盤同時失效也不會影響資料的使用
• 相對于RAID 5有更大的“寫損失”，因此寫性能較差

5.RAID 1+0(先做鏡象，再做條帶)

• N (偶數，N>=4)，塊盤兩兩鏡像后，再組合成一個RAID 0
• N/2磁盤利用率
• N/2塊盤同時寫入，N塊盤同時讀取
• 性能高，可靠性高

6.RAID 0+1(先做條帶，再做鏡象)

• 讀寫性能與RAID 10相同
• 安全性低于RAID 10

二、創建軟RAID磁盤陣列步驟

1. 檢查是否已安裝mdadm 軟體包

rpm -q mdadm
yum install -y mdadm

2. 使用fdisk工具將新磁盤設備/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde劃分出主磁區sdb1、sdc1、sdd1、sde1，并且把磁區型別的 ID 標記號改為“fd”

fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc

3. 創建 RAID 設備

3.1 創建RAID5

創建RAID5
mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1


-C：表示新建
-v：顯示創建程序中的詳細資訊
/dev/md0：創建 RAID5 的名稱
-a yes：–auto，表示如果有什么設備檔案沒有存在的話就自動創建，可省略
-l：指定 RAID 的級別，l5 表示創建 RAID5
-n：指定使用幾塊硬碟創建 RAID，n3 表示使用 3 塊硬碟創建 RAID
/dev/sd[bcd]1：指定使用這四塊磁盤磁區去創建 RAID
-x：指定使用幾塊硬碟做RAID的熱備用盤，x1表示保留1塊空閑的硬碟作備用
/dev/sde1：指定用作于備用的磁盤

3.2 創建RAID10（先做鏡像，再做條帶）

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

3.3 查看RAID磁盤命令

cat /proc/mdstat		           查看RAID磁盤詳細資訊和創建RAID的進度
或者
mdadm -D /dev/md0                  

watch -n 10 'cat /proc/mdstat'     用watch命令來每隔一段時間重繪/proc/mdstat 的輸出

mdadm -E /dev/sd[b-e]1             檢查磁盤是否已做RAID

4. 創建并掛載檔案系統

mkfs -t xfs /dev/md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
vim /etc/fstab
/dev/md0      /myraid        xfs   	 defaults   0  0

5. 實作故障恢復

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 		模擬/dev/sdb1 故障
mdadm -D /dev/md0					查看發現sde1已頂替sdb1

mdadm命令其它常用選項
-r：移除設備
-a：添加設備
-S：停止RAID
-A：啟動RAID

6.創建/etc/mdadm.conf組態檔，方便管理軟RAID的配置，比如啟動、停止

當我們停止RAID后想在啟動RAID時發現啟動不了，這是我們需要創建/etc/mdadm.conf組態檔才能夠正常啟動

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
umount /dev/md0
mdadm -S /dev/md0
mdadm -As /dev/md0
-S:值查找/etc/ma=dadm.conf 檔案中的配置資訊

三、試驗：創建RAID5和RAID10磁盤陣列

創建RAID5

首先我們先新建4個新的硬碟供試驗使用

用fdisk -h看一下磁盤有沒有添加上

使用fdisk工具劃分出主磁區并且把磁區型別的 ID 標記號改為“fd”

上圖為sdb1的創建方法，sdc1，sdd1，sde1方法一樣這里不做演示了


創建 RAID5 設備

mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

創建目錄并掛載檔案系統


實作故障恢復
使用mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb1讓sdb1模擬故障點，mdadm -D /dev/md0查看詳細資訊，在下面的硬碟串列中可以看到sdb1報錯，sde1替換了sdb1的位置

創建RAID10

還是一樣添加4塊新硬碟并fdisk /dev/sdb分別做管理


其他三個硬碟操作一樣

創建兩個RAID1名為md0由sdb1，sdc1組成，md1由sdd1，sde1組成，最后將建立的RAID1組合成一個RAID0，

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

格式化后掛載

建立目錄，并將md10掛載上去，因為RAID10中有兩個盤為備份，原來80G現在使用的只有40G所以實際使用空間是最大容量的1/2，

到此實驗成功