Linux软件RAID（磁盘冗余阵列）

Posted 2020-11-19

一、LVM与RAID特点对比

LVM	RAID
LVM实现动态扩容	RAID支持动态扩容
LVM不支持磁盘加速	RAID支持磁盘加速
LVM不支持冗余（数据备份）	RAID支持冗余

二、RAID（磁盘冗余阵列）

（1）硬件：磁盘阵列卡、磁盘阵列柜

（2）软件：mdadm

三、RAID级别

（1）RAID 0：需两块硬盘以上，一般为偶数磁盘数量，磁盘容量为多块磁盘的和（致命缺点：数据无冗余效果），提升磁盘I/O（读取、写入）、不允许磁盘损坏

（2）RAID 1：需两块硬盘以上，一般为偶数磁盘数量，磁盘容量为多块磁盘的一半，提升数据的可靠性（致命缺点：磁盘浪费严重）、允许磁盘坏掉一半

（3）RAID 5：需三块硬盘以上，一般为奇数磁盘数量，磁盘容量为多块磁盘-1，提升部分磁盘速度及冗余效果（致命缺点：生成校验和时占用额外计算资源）、允许损坏一块硬盘

（4）RAID 6：需四块硬盘以上，一般为偶数磁盘，磁盘容量为多块磁盘-2，相当于RAID 5提升了磁盘速度及冗余效果（允许损坏两块磁盘）

（5）RAID 1+0：需四块硬盘以上，一般为偶数磁盘，磁盘容量为多块磁盘的一半，综合了RAID 0+RAID 1的特性

（6）RAID 5+0：需六块磁盘以上，一般为偶数磁盘，磁盘容量为每三块磁盘-1，综合了RAID 5+RAID 0的特性

（7）RAID 6+0：需八块磁盘以上，一般为偶数磁盘，磁盘容量为每四块磁盘-2，综合了RAID 6+RAID 0的特性

注：组成RAID时，一般磁盘容量相等

四、RAID 5案例：

1.查看系统中的磁盘设备fdisk -l

2.使用命令mdadm创建raid

如果没有请先安装mdadm软件包（rpm -qa |grep mdadm）

命令参数

-A  =  --assemble      //激活
-S  =  --stop           //停止
-D  =  --detail          //查看raid详细信息
-C  =  -- create         //建立raid设备
-v  =  --verbose        //显示建立过程的详细信息
-l  =  --level            //raid的级别
-n  =  --raid-devices    //raid设备数
-s  =  --scan            //扫描raid设备
-f  =  --fail              //标示坏的硬盘
-a  =  --add             //添加硬盘
-r  =  -remove           //移除坏的硬盘

注：RHEL 的光盘中有这个包

3.创建raid5阵列

mdadm --create --auto=yes /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 --spare-devices=1 /dev/sd[b-e]
可以缩写为：mdadm –C –a yes /dev/md0 –l5 –n3 –x1 /dev/sd[b-e]

参数解释：

-create               //表示要创建raid
--auto=yes /dev/md0    //是否自动检测,新建立的软件磁盘陈列设备为md0,md序号可以为0-9
--level=5               //磁盘阵列的等级，这里是raid5
-raid-devices           //所需使用的磁盘数量
--spare-devices          //添加作为预备（spare）磁盘的块数
/dev/sd[b-e]           //磁盘阵列所使用的设备，还可以写成“/dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde”

4.查看RAID是否成功的创建是否运行的正常

（1）查看详细信息：mdadm  - -detail  /dev/md0命令查看RAID的详细信息

（2）较为简单的查看：可以直接查看cat  /proc/mdstat的文件看到RAID运行的情况

**注**：U代表没有问题、_则表示不正常；磁盘后面的（S）表示作为预备

5.格式化并且挂载和使用创建的RAID

mkfs.exe4  /dev/md0             //格式化   raid5磁盘为 md0

mkdir  /raid

mount  /dev/md0  /raid      //将md0 挂载到/raid目录下查看一下挂载情况

df  –hT

试一下新加上的RAID是不是可以使用，向里面写入文件

6.设置开机自动启动RAID以及自动挂载

让RAID开机自启动，RIAD配置文件名字为mdadm.conf 这个文件默认是不存在的,要自己建立.该配置文件存在的主要作用是系统启动的时候能够自动加载软RAID,同时也方便日后管理. 说明下mdadm.conf文件主要由以下部分组成：

DEVICES选项制定组成RAID所有设备,
ARRAY选项指定阵列的设备名、RAID级别、阵列中活动设备的数目以及设备的UUID号

注意：此文件如果不创建下次开机重启后/dev/md0将会被系统自动识别为其他非/dev/md0名称的设备，对于实现开机挂载和使用都不方便
（1）先建立/etc/mdadm.conf 这个文件

mdadm  --detail  --scan > /etc/mdadm.conf  //将raid信息导入配置文件

（2）要对这个文件做一下改动：将组成RAID5的设备名全部追加到配置文件中

（3）在设置RAID的自动挂载

vim  /etc/fstab     //修改挂载文件
/dev/md0   /raid     ext4     defaults    0   0     //在文件中添加

7.模拟RAID5中的磁盘损坏

（1）验证spare磁盘的功能（在raid5中允许一块磁盘的损坏，也就是我们设置的spare磁盘会立即的替换坏掉的磁盘进行raid的重建，保障数据的安全性）

mdadm  --manage  /dev/md0  --fail /dev/sdd  //使用此命令设置sdd成为出错的状态（或可简写为mdadm  /dev/md0  -f  /dev/sdd）

（2）查看一下磁盘的信息：mdadm --detail /dev/md0


（3）简单的查看一下RAID的情况

（4）创建完成也就是说明raid5 已经自动的恢复了！查看一下raid5是不是可以正常使用！
往里面新建文件写入数据，这时可以发现，RAID5还可正常使用，对数据不造成任何影响

Active  sync  /dev/sdb1   # raid的真成员
spare  /dev/sdc1            #raid备用成员

（5）重新添加/dev/sdd进RAID5，可做以下操作：

mdadm  /dev/md0  --remove  /dev/sdd      //将坏掉的磁盘sdd从raid中移除

mdadm  /dev/md0  -a  /dev/sdd             //将/dev/sdd加入阵列

（6）查看状态

mdadm  --zero-superblock  --force  /dev/sdd（可选）    //可修复硬盘将模
拟损坏的硬盘重新添加

（7）再模拟损坏掉一块硬盘，验证硬盘是否还可正常工作

（8）再次查看硬盘状态

8.关闭RAID的方法

直接卸载/dev/md0,并且注释掉/etc/fstab文件中的配置

umount  /dev/md0                  //解除挂接

vim  /etc/fstab                     //将fstab里面的开机自动挂载注释掉
#/dev/md0     /var/www/html     ext4     defaults         0   0

mdadm --stop /dev/md0           //停止md0磁盘服务