RAID磁碟陣列與配置

leec。發表於2020-11-25

一、RAID磁碟陣列

簡稱:獨立冗餘磁碟陣列

把多塊獨立的物理硬碟按不同的方式組合起來形成一個硬碟組(邏輯硬碟)。從而提供比單個硬碟更高的儲存效能和提供資料備份技術。

1、RAID級別

組成磁碟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、RAID 0(條帶化儲存)

●RAID 0連續以位或位元組為單位分割資料,並行讀/寫於多個磁碟上,因此具有很高的資料傳輸率,但它沒有資料冗餘。
●RAID 0只是單純的提高效能,並沒有為資料的可靠性提供保證,而且其中的一個磁碟失效將影響到所有資料
●RAID 0不能應用於資料安全性要求高的場合

②、RAID 1(映象儲存)

●通過磁碟資料映象實現資料冗餘,在成對的獨立磁碟上產生互為備份的資料
●當原始資料繁忙時,可直接從映象拷貝中讀取資料,因此RAID 1可以提高讀取效能
●RAID 1是磁碟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。當一個磁碟失效時,系統可以自動切換到映象磁碟上讀寫,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塊盤上迴圈均衡儲存
●N塊盤同時讀寫,讀效能很高,但由於有校驗機制的問題,寫效能相對不高
●(N-1)/N 磁碟利用率
●可靠性高,允許壞一塊盤,不影響所有資料

④、RAID 6

●N(N≥4)塊盤組成陣列,(N-2)/N 磁碟利用率
●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,即使兩塊磁碟同時失效也不會影響資料的使用
●相對於RAID 5有更大的“寫損失”,因此寫效能較差

⑤、RAID 1+0(先做鏡象,再做條帶)

●N (偶數,N>=4)。塊盤兩兩映象後,再組合成一個RAID 0
●N/2磁碟利用率
●N/2塊盤同時寫入,N塊盤同時讀取
●效能高,可靠性高

⑥、RAID 0+1(先做條帶,再做鏡象)

●讀寫效能與RAID 10相同
●安全性低於RAID 10

RAID級別硬碟數量硬碟利用率是否有校驗保護能力寫效能
RAID0NN單個硬碟的N倍
RAID1N(偶數)N/2允許一個裝置故障需寫兩對儲存裝置,互為主備
RAID5N≥3(N-1)N允許一個裝置故障需寫計算校驗
RAID6N≥4(偶數)N/2允許兩個基組各壞一個N/2塊盤同時寫入

二、建立軟 RAID 磁碟陣列實驗

1、檢查是否已安裝mdadm 軟體包

在這裡插入圖片描述

2、先關閉虛擬機器,然後編輯虛擬機器設定,新增4塊硬碟,每塊分配40G,點選確認後開啟虛擬機器

在這裡插入圖片描述
3、我們使用xshell來進行連線,使用fdisk -l來檢視分割槽情況
在這裡插入圖片描述
4、對分割槽進行管理,建立分割槽並修改分割槽型別,這裡示範一個/dev/sdb,其餘的操作一樣,就不示範了在這裡插入圖片描述在這裡插入圖片描述
5、使用fdisk -l看一下分割槽情況,是否全部轉換完成
在這裡插入圖片描述
6、驗證一下磁碟是否已做raid,然後開始建立raid,這裡我們建立一個raid名為md0,級別使用RAID5,然後-l3設定使用三個磁碟,-x1使用一塊備份磁碟,再進行檢視建立速度。
在這裡插入圖片描述
7、這裡已經建立好了,我們開始驗證一下
在這裡插入圖片描述
8、我們模擬讓它壞掉一個磁碟,來測試一下備份磁碟是否會自動頂上
在這裡插入圖片描述

三、建立軟 RAID 磁碟陣列步驟命令

1、檢查是否已安裝mdadm 軟體包

rpm -q mdadm
yum install -y mdadm

2、使用fdisk工具將新磁碟裝置/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde劃分出主分割槽sdb1、sdc1、sdd1、sde1,並且把分割槽型別的 ID 標記號改為“fd”

fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc

3、建立 RAID 裝置

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

-C:表示新建;
-v:顯示建立過程中的詳細資訊。
/dev/md0:建立 RAID5 的名稱。
-a yes:–auto,表示如果有什麼裝置檔案沒有存在的話就自動建立,可省略。
-l:指定 RAID 的級別,l5 表示建立 RAID5。
-n:指定使用幾塊硬碟建立 RAID,n3 表示使用 3 塊硬碟建立 RAID。
/dev/sd[bcd]1:指定使用這四塊磁碟分割槽去建立 RAID。
-x:指定使用幾塊硬碟做RAID的熱備用盤,x1表示保留1塊空閒的硬碟作備用
/dev/sde1:指定用作於備用的磁碟

cat /proc/mdstat		#還能檢視建立RAID的進度
或者
mdadm -D /dev/md0       #檢視RAID磁碟詳細資訊


mdadm -E /dev/sd[b-e]1  #檢查磁碟是否已做RAID

4、建立並掛載檔案系統

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、實現故障恢復

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 		#模擬/dev/sdb1 故障
mdadm -D /dev/md0					#檢視發現sde1已頂替sdb1

mdadm命令其它常用選項
-r:移除裝置
-a:新增裝置
-S:停止RAID
-A:啟動RAID

mdadm -S /dev/md0
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1

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