linux-磁盘管理与文件系统-RAID配置实战

Posted 2021-06-11 可乐卷儿

文章目录

• 一、RAID磁盘阵列介绍
• • 1、简介
  • 2、与LVM的区别
  • 3、RAID级别
• 二、阵列卡简介
• • 1、概念
  • 2、硬RAID和软RAID的区别
• 三、构建软RAID磁盘阵列-mdadm命令
• • 1、mdadm软件简介
  • 2、配置文件
• 四、mdadm软件创建RAID
• • 1、配置RAID 0
  • 2、配置RAID 1
  • • 2.1、配置步骤
    • 2.2、模拟破坏硬盘md1并移除
    • 2.3、增加一个磁盘
    • 2.4、模拟损坏其中一块观察raid状态
  • 3、配置RAID 5
  • • 3.1、模拟损坏硬盘并移除
    • 3.2、添加硬盘
  • 4、停止阵列
  • 5、激活阵列
• 五、实操

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一、RAID磁盘阵列介绍

1、简介

• RAID:redundant array of independent disks,独立冗余磁盘阵列
• 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

2、与LVM的区别

• RAID：提升存储性能（硬盘的读写效率），提供数据备份技术；按照不同方式组合形成一个硬盘组
• LVM：只是提高磁盘管理的灵活性，并不能提升硬盘的读写效率和提供数据备份技术

3、RAID级别

• RAID0：又称条带卷；是一种简单的、无数据校验的数据条带化技术。实际上不是一种真正的 RAID ，因为它并不提供任何形式的冗余策略
• RAID1：又称为镜像卷；它将数据完全一致地分别写到工作磁盘和镜像磁盘上
• RAID5：应该是目前最常见的 RAID 等级
• RAID6：引入双重校验的概念，它可以保护阵列中同时出现两个磁盘失效时，阵列仍能够继续工作，不会发生数据丢失；RAID5的扩展版
• RAID10：是先做镜像再作条带化，是对虚拟磁盘实现镜像；缺点是成本高

二、阵列卡简介

1、概念

是用来实现RAID功能的板卡，分为硬RAID和软RAID。现在RAID卡基本上支持各种RAID等级，常用的接口类型 SCSI SATA SAS 接口，IDE接口已经没有了。

2、硬RAID和软RAID的区别

• 硬RAID：在硬件层面上通过阵列卡实现RAID功能，实现步骤如下：
  • 在服务器上面插入磁盘阵列卡
  • 阵列卡上面插入磁盘
  • 开机–配置RAID–安装系统
  • RAID卡有自己的处理器CPU
• 软RAID：在系统层面上，通过mdadm管理工具进行管理，实现RAID功能

三、构建软RAID磁盘阵列-mdadm命令

1、mdadm软件简介

mdadm是multiple devices admin的简称，它是Linux下的一款标准的软件 RAID 管理工具；最小化默认不安装，需要yum安装；
mdadm是一个用于创建、管理、监控RAID设备的工具，它使用linux中的md驱动。
mdadm程序是一个独立的程序，能完成所有软件RAID的管理功能，主要有7种使用模式

2、配置文件

• mdadm的配置文件：/etc/mdadm.conf
• /proc/mdstat ： 当前md(软RAID)的状态信息

四、mdadm软件创建RAID

1、配置RAID 0

第一步、创建md0

• rpm -q mdadm:先查询系统是否安装mdadm
• mdadm -C -v /dev/md0 -l0 -n2 /dev/sd[b-c]：在分区/dev/sdb sdc 创建md0
  • -C:创建
  • -v：显示详情
  • /dev/md0：为磁盘阵列名称
  • -l：指定raid级别 level；有0,1,5,10,50等
  • -n2:2块磁盘
  • /devsd[b-c]：磁盘的位置
• mdadm: chunk size defaults to 512K //这样显示即为成功

第二步、查看创建是否成功

• mdadm -D /dev/md0:查看详情
  

第三步、写入配置文件

• mdadm -Ds /dev/md0:扫描查看/dev/md0详情
• mdadm -Dsv /dev/md0 > /etc/mdadm.conf：生成配置文件
  • -D：查询
  • -s：扫描
  • -v：详情：级别、磁盘
• 若有多个RAID生成配置文件追加方法：mdadm -Dsv /dev/md0 >>etc/mdadm.conf

第四步、格式化

mkfs.xfs /dev/mdo

第五步、挂载：mount

mkdir /raid0
mount /dev/md0 /raid0

2、配置RAID 1

2.1、配置步骤

第一步、创建md1
mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sdc /dev/sdd：创建md0
第二步、查询
mdadm -D /dev/md1：查询md1详情；查看文件容量和读数据不受影响

第三步、格式化：mkfs.xfs /dev/md1

第四步、挂载
mkdir /raid1
mount /dev/md1 /raid1

2.2、模拟破坏硬盘md1并移除

第一步、先拷贝一份文件：cp -p /etc/passwd /raid1
第二步、移除分区：mdadm /dev/md1 -f /dev/sdc
查询详情：mdadm -D /dev/md1：其中一个硬盘faulty

cat /proc/mdstat：查看当前md时时状态

cat /raid1/passwd
虽然md1删除了，但是内容还可以看

移除损坏的硬盘 md1：也可以合并成一个命令
mdadm -r /dev/md1 /dev/sdc

2.3、增加一个磁盘

第一步、增加磁盘：mdadm -a /dev/md1 /dev/sde
第二步、查看是否创建成功：mdadm -D /dev/md1
查看状态会发现需要一点时间同步，具体看下两图


第三步、同步配置文件：mdadm -Dvs /dev/md11 > /etc/mdadm.conf

为了防止这种情况，还可以在一开始创建Raid1的时候就指定热备盘

• mdadm -C -v /dev/md11 -l1 -n3 -x1 /dev/sd[f-h]：创建一块热备盘（若有磁盘损坏可以顶替工作）
  • -x:热备份；一块磁盘备份
  • 实例：创建raid11
    mdadm -C -v /dev/md11 -l1 -n2 -x1 /dev/sdf[f-h]创建md11，一块是热备盘，两块硬盘
    
    这是我们可以看一下raid11内删除硬盘盒增加硬盘属性的变化
    查询创建结果：mdadm -D /dev/md11
    
    mdadm -D /dev/md11:删除md11内的sdf盘
    发现sdf变成faulty；sdg自动上位，无须重新设置
    

2.4、模拟损坏其中一块观察raid状态

破坏和移除磁盘：mdadm /dev/md11 -f /dev/sdf -r /dev/sdf

这时移除被磨坏的sdf盘，新增一个sdi盘，增加至md11内，发现是备用盘

3、配置RAID 5

第一步、创建raid 5
mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 -x1 /dev/sd[b,c,d,e] //3块盘做raid5，1块盘做热备

第二步、查看状态
查看状态：mdadm -D /dev/md5；同步需要时间

第三步、写入RAID配置文件：mdadm -Dvs > /etc/mdadm.conf
第四步、格式化：mkfs.xfs /dev/md5
第五步、挂载
mkdir /raid5
mount /dev/md5 /raid5/
拓展：
watch -n 0.5 ‘mdadm -D /dev/md5’:每0.5s监控一次
watch -n 0.5 'mdadm -D /dev/md5 | tail ‘：每0.5秒监控一次，看后面状态10条

3.1、模拟损坏硬盘并移除

mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb -r /dev/sdb：损坏硬盘并移除

cat /proc/mdstat：查看md时时状态
mdadm -Dvs /dev/md5 > /etc/mdadm.conf ：损坏之后先更新

3.2、添加硬盘

• -G:前提是存在热备份的时候才可以使用 //需要先-a添加磁盘
  
  在raid5中把原来的备份盘变成正式盘:
  mdadm -G /dev/md5 -n 4 //原来3块现在变成4块
  

4、停止阵列

• 若有挂载需要先卸载挂载umount /dev/md5
• mdadm -s /dev/md5：删除md5；ls /dev/md5
  测试结果：
  ls: 无法访问/dev/md5: 没有那个文件或目录
  我们要注意的是
  cat /etc/mdadm.conf //配置文件还有便于恢复

ARRAY /dev/md5 level=raid5 num-devices=3 metadata=1.2 name=localhost.localdomain:5 UUID=19141953:15e712a3:70fc1faa:220b06c7
   devices=/dev/sdc,/dev/sdd,/dev/sde

cat /proc/mdstat //内存中已经读不到了

Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] 
unused devices: <none>

删除raid不用了，磁盘做其他用（也要先卸载）
umount /dev/md5
mdadm -S /dev/md5

5、激活阵列

• 激活：mdadm -As//s表示恢复的时候会去配置文件中扫描
• 彻底删除RAID:
  • rm -rf /etc/mdamd.conf：删除配置文件
  • 再清除superblock
  • mdadm --zero-surpeblock /dev/sdb:擦除设备中MD超级块
    

五、实操

实验要求：RAID 10与LVM结合
添加四块硬盘

创建RAID10和写入配置文件

创建PV物理卷

创建VG LV

格式化 xfs

挂载