八RAID磁盘阵列及CentOS7系统启动流程

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了八RAID磁盘阵列及CentOS7系统启动流程相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

 

1.RAID概念

磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID):(廉价冗余磁盘阵列):多个磁盘组合成的一种形式,以提升磁盘的读写速度,可靠性。

RAID的创建有两种方式:软RAID,硬RAID

RAID几种常见的类型

RAID类型

 

最低磁盘个数

空间利用率

各自的优缺点

级 别

说 明

 

 

 

RAID0

条带卷

2+

100%

读写速度快,不容错

RAID1

镜像卷

2

50%

读写速度一般,容错

RAID5

带奇偶校验的条带卷

3+

(n-1)/n

读写速度快,容错,允许坏一块盘

RAID10

RAID1的安全+RAID0的高速

4

50%

读写速度快,容错

 

 

 2.RAID有三个关键技术:

镜像:提供了数据的安全性;

条带(块大小也可以说是条带的粒度),它的存在的就是提供了数据并发性

数据的校验:提供了数据的安全

 

3.Raid相对于单个磁盘优点:

RAID-0的工作原理

条带 (strping),也是我们最早出现的RAID模式

需磁盘数量:2块以上(大小最好相同),是组建磁盘阵列中最简单的一种形式,只需要2块以上的硬盘即可.

特点:成本低,可以提高整个磁盘的性能。RAID 0没有提供冗余或错误修复能力,速度快.

任何一个磁盘的损坏将损坏全部数据;磁盘利用率为100%。

 技术图片

 

RAID-1的工作原理

mirroring(镜像卷),需要磁盘两块以上

原理: 是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上,也就是说数据在写入一块磁盘的同时,会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件,(同步)

特点:  RAID 1 mirroring(镜像卷),至少需要两块硬盘

磁盘利用率为50%,即2块100G的磁盘构成RAID1只能提供100G的可用空间。如下图

 技术图片

 

 

 

 

RAID-5

需要三块或以上硬盘,可以提供热备盘实现故障的恢复;只损坏一块,没有问题。但如果同时损坏两块磁盘,则数据将都会损坏。 空间利用率: (n-1)/n   2/3  如下图所示

 技术图片

 

 

 奇偶校验信息的作用:

当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

 

扩展:异或运算

所谓的“奇偶校验”可以简单理解为二进制运算中的“异或运算”,通常用 xor 标识。

 技术图片

 

 

    最左边的是原始数据,右边分别是三块硬盘,假设第二块硬盘出了故障,通过第一块硬盘上的 1 和第三块硬盘上的 1 xor 2,就能够还原出 2。同理可以还原出 3 和 8。至于 5 xor 6 则更简单了,直接用 5 和 6 运算出来即可。

    一句话解释 raid 5 的数据恢复原理就是:都是用公式算出来的。

  

  嵌套RAID级别

RAID-10镜像+条带

         RAID 10是将镜像和条带进行两级组合的RAID级别,第一级是RAID1镜像对,第二级为RAID 0。

 技术图片

 

 

 

 4.RAID硬盘失效处理

一般两种处理方法:热备和热插拔

热备:HotSpare

定义:当冗余的RAID组中某个硬盘失效时,在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下,用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘,及时保证RAID系统的冗余性

热插拔:HotSwap

定义:在不影响系统正常运转的情况下,用正常的物理硬盘替换RAID系统中失效硬盘。

全局式:备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享

专用式:备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用

如下图所示:是一个全局热备的示例,该热备盘由系统中两个RAID组共享,可自动顶替任何一个RAID中的一个失效硬盘

 技术图片

 

 

 

5.RAID-0-1-5-10搭建及使用-删除RAID及注意事项

RAID的实现方式

面试题:我们做硬件RAID,是在装系统前还是之后?

答:先做阵列才装系统 ,一般服务器启动时,有显示进入配置Riad的提示。

硬RAID:需要RAID卡,我们的磁盘是接在RAID卡的,由它统一管理和控制。数据也由它来进行分配和维护;它有自己的cpu,处理速度快

软RAID:通过操作系统实现

 

 6.Mdadm命令详解

 mdadm命令常见参数解释:

参数

作用

-a                                                    

检测设备名称 

添加磁盘                                                                                           

-n

指定设备数量

-l

指定RAID级别                                                              

-C

创建

-v

显示过程

-f

模拟设备损坏

-r

移除设备

-Q

查看摘要信息

-D

查看详细信息

-S

停止RAID磁盘阵列

 

 

7.实战搭建raid10阵列

1.新添加4块硬盘

 

 第一步:查看磁盘

[[email protected] ~]# ls /dev/sd*

/dev/sda  /dev/sda1  /dev/sda2  /dev/sdb  /dev/sdc  /dev/sdd  /dev/sde

 

第二步:下载mdadm

[[email protected] ~]# yum install mdadm -y

 

第三步:创建raid10阵列

[[email protected] ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb,c,d,e

-C:创建

V:显示过程

-a:检测设备名称添加磁盘

-n:指定设备数量

-l:指定RAID级别                       

 

 

第四步:格式磁盘阵列为xfs

 

[[email protected] ~]# mkfs.xfs /dev/md0

mapper/ mcelog  md0     mem     midi    mqueue/

 

第五步:挂载

[[email protected] ~]# mkdir /raid10

[[email protected] ~]# mount /dev/md0 /raid10

[[email protected] ~]# df -h

 

第六步:查看/dev/md0的详细信息m

[[email protected] ~]# mdadm -D /dev/md0/dev/md0:

 

第七步:写入到配置文件中

[[email protected] ~]# echo "/dev/md0 /raid10 ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab

 -D:查看详细信息

 

 8.损坏磁盘阵列及修复

 

第一步:模拟设备损坏

[[email protected] ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb

-f: 模拟设备损坏

[[email protected] ~]# mdadm -D /dev/md0/dev/md0:

-D:查看详细信息

 

第二步:添加新的磁盘

[[email protected] ~]# reboot

[[email protected] ~]# umount /raid10

[[email protected] ~]# mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb

*-a:检测设备名称,添加磁盘      

[[email protected] ~]# mdadm -D  /dev/md0/dev/md0:

-D:查看详细信息

 

再次查看发现已经构建完毕

[[email protected] ~]# mdadm -D  /dev/md0/dev/md0:

 

 

 9.实战搭建raid5阵列+备份盘

 

第一步:查看磁盘

[[email protected] ~]# ls /dev/sd*

/dev/sda  /dev/sda1  /dev/sda2  /dev/sdb  /dev/sdc  /dev/sdd  /dev/sde

 

第二步:创建RAID5阵列

[[email protected] ~]# mdadm  -Cv /dev/md0 -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sdb,c,d,e

 

第三步:格式化为xfs

[[email protected] ~]# mkfs.xfs /dev/md0

 

第四步:挂载

[[email protected] ~]# mount /dev/md0 /raid5

[[email protected] ~]# df -h

 

第五步:查看阵列信息

可以发现有一个备份盘/dev/sde

[[email protected] ~]# mdadm -D /dev/md0/dev/md0:

 

第六步:模拟/dev/sdb磁盘损坏

可以发现/dev/sde备份盘立即开始构建

[[email protected] ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb

[[email protected] ~]# mdadm -D /dev/md0/dev/md0:

 

10. centos7系统启动过程及相关配置文件

1.uefi或Bios初始化开始开机自检post(power on self test)(自检磁盘、CPU、内存)

2.加载MBR到内存(引导程序)

3.GRUB阶段(加载操作系统)

4.加载内核和initramfs模块(内核和虚拟内存)

5.内核开始初始化使用systemd来代替centos6以前的init程序

 

以上是关于八RAID磁盘阵列及CentOS7系统启动流程的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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centos7 U盘安装及Raid划分的完整流程

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如何在centos中做软raid

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