Linux系统下RAID5和RAID10的磁盘阵列配置

Posted 2021-03-25 随年c

前提了解：1988年由加利福尼亚大学伯克利分校发表的文章首次提到并定义了RAID，当今CPU性能每年可提升30%-50%但硬盘仅提升7%，渐渐的已经成为计算机整体性能的瓶颈，并且为了避免硬盘的突然损坏导致数据丢失还加入了冗余备份机制。

RAID的早先设计理念为”redundant array of Inexpensive disks“即不贵的硬盘组，而现在的定义是”Redundant Array ofIndependent Disks“即独立的硬盘组，作用是防止硬盘物理损坏以及增加存储设备的吞吐量。RAID常见的组合有0、1、5和10：

RAID0:需要至少两块(含)硬盘，可以有效的提高硬盘的性能和吞吐量，但没有数据的冗余和错误修复能力。

 

 

 

将多块硬盘通过硬件或软件的方式串联在一起，成为一个大的卷集，将数据依次写入到各个硬盘中，这样性能会极大提升，但若任意一块硬盘故障则整个系统的数据都会受到破坏。

RAID1:需要至少两块(含)硬盘，可以有效的提高数据资料的安全性和可修复性，但成本却提高了。

 

 

 

实现原来是在数据写入硬盘时也会在另外一块闲置的硬盘上生成镜像文件，在不影响性能的情况下最大限度保证数据资料的可靠性，只要在一对镜像盘中还有一块硬盘可以使用，那么数据也不会丢失，具有很好的硬盘冗余能力，虽然对数据来讲绝对的安全，但成本却明显增加，磁盘利用率仅为50%。

RAID5:需要至少三块(含)硬盘，兼顾存储性能、数据安全和储存成本。

 

 

 

如上图所示”parity”块中保存的是其他硬盘数据的奇偶校验信息（并非其他硬盘的数据），以数据的奇偶校验信息来保证数据的安全，RAID5不以单独的硬盘来存放数据的奇偶校验信息，而是保存在各个磁盘上。

这样当任何一个硬盘损坏都可以根据其他硬盘上的奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据，性能也很高，兼顾了存储性能、数据安全和存储成本，可以看作是RAID0与RAID1的折中方案。

RAID10:需要至少四块（含）硬盘，兼具速度和安全性，但成本很高。

 

 

 

继承了RAID0的快速与RAID1的安全，RAID1在这里提供了冗余备份的阵列，而RAID0则负责数据的读写阵列。

因这种结构的成本高，一般用于存放要求速度与差错控制的数据。
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首先打开VMware页面，选择我们的虚拟机，点击编辑虚拟机设置，选择添加硬盘，添加五个，如下图所示步骤。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 注：重复此步骤五次以后，会出现下图所示内容

 

 打开虚拟机，打开终端，输入以下命令
mdadm -Cv /dev/md0  -n 3 -l 5 -x 2 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf

-C代表创建操作，-v显示创建过程，-n是用到的硬盘个数，-l是定义RAID的级别而后面写上要加入阵列的硬盘名称,-x是用于备份的磁盘个数。
如下图所示

 

下面用mdadm来查看阵列的详细信息
 输入命令：mdadm  -D  /dev/md0

 

 

 然后我们需要将磁盘阵列格式化为ext4格式，
输入命令：mkfs.ext4 /dev/md0

 

 现在我们需要来进行创建挂载目录进行挂载输入命令：
mkdir /media/raid5
mount /dev/md0 /media/raid5

 

 

在桌面上可以看到图标，为了防止关机消失，所以我们设置命令来自动挂载，输入命令：

echo  “/dev/md0  /media/raid5  ext4 defaults  0  0”  >>  /etc/fstab

 

 

 设置完成！

现在我们来进行raid0的配置，使用磁盘数为5

因为刚搭建完raid5，正在虚拟机上运行，所以我们来输入指令使得设备停用。
输入命令：umount /dev/md0
mdadm -S /dev/md0
mdadm: stopped /dev/md0
然后输入命令开始创建raid10的新阵列
输入命令：

mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 5 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf

 

-C代表创建操作，-v显示创建过程，-a yes检查RAID名称，-n是用到的硬盘个数，-l是定义RAID的级别而后面写上要加入阵列的硬盘名称。　　
其中需要输入y来确认建立阵列

 

 然后我们将raid磁盘阵列格式化为ext4格式
输入命令：mkfs.ext4 /dev/md0

 

 

创建挂载目录
输入命令：mkdir /RAID
进行挂载
输入命令：mount /dev/md0 /RAID
查看磁盘挂载信息
输入命令：df -h
设置为自动挂载
设置命令：echo "/dev/md0 /RAID ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab

 

 

输入命令：mdadm -D /dev/md0查看磁盘阵列

 

 

 

 

 

 最后，我们来模拟一下有一块硬盘损坏的情况，使用mdadm的-f参数将/dev/sdb移出阵列，输入mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb
移除成功后，再次输入mdadm -D /dev/md0查看阵列状态，可以看到sdb已经消失，此时sdb被移除，失败状态。

 

 

 

 好的，此次就写到这里了，有问题可以在评论区讨论。