Linux软RAID配置

标签：raid

RAID卡一般分为硬RAID卡和软RAID卡两种，通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，独立的RAID卡，主板集成的RAID芯片都是硬RAID。通过软件并使用CPU的RAID卡是指使用CPU来完成RAID的常用计算，软件RAID占用CPU资源较高，绝大部分服务器设备是硬件RAID。

一:Raid级别

raid0:
多个磁盘的容量大小相加.最后的容量就是多个磁盘容量的大小.
优点:扩大了磁盘的空间容量
缺点:没有数据冗余,一块磁盘坏掉,导致所有数据无法正常访问,此时就丢失了一个磁盘的数据量.
磁盘使用率:
n*每个磁盘的容量大小

raid1:
磁盘的利用率为50%. 4块80G的硬盘组成raid1,那么可用的磁盘空间为160G.插入的数据会实时同步到另外一个磁盘上,这份相同的数据称为镜像.数据及其安全.一般用在数据安全的场所.
缺点:成本很高.一块磁盘坏掉,必须及时去更换磁盘.
磁盘使用率:
(n/2)*每个磁盘的容量大小

raid5:
使用奇偶校验码存在所有的磁盘上.读出效率很高,写入数据一般.因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难.
对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。
磁盘使用率:
(n-1)*每个磁盘的容量大小

二:Linux软raid制作

对于目前所有的操作系统，包括windows、mac os、linux等操作系统，其都有软件RAID的实现，而我们的Linux操作系统的软件RAID是通过 mdadm 这个程序来实现的
使用Linux下的 mdadm 这个软件需要注意的几点：
①mdadm 支持的RAID级别有：RAID0、RAID1、RAID4、RAID5以及RAID6。我们看到对于常用的四种RAID级别，mdadm都能够支持
②mdadm 可以基于多块硬盘、分区以及逻辑卷来创建RAID。对于硬件实现RAID来说，就只能是基于多块硬盘了
③创建好的软件RAID对应于 /dev/mdn，n表示的是第几个RAID，如第一个创建的RAID对应 /dev/md0， 第二个创建的RAID就对应 /dev/md1，当然这个名字是可以自己随便取的
④RAID的信息保存在 /proc/mdstat 文件中，或者通过 mdadm 命令来查看

三:测试环境配置

接下来我就在我这台CentOS的系统上来创建我们的软件RAID

在创建软件RAID之前，我这里首先通过虚拟机模拟了4块1G的虚拟硬盘出来，当然在实际环境下，使用的就是具体的硬盘了。

虚拟机下的磁盘有:每个磁盘16G
/dev/sda
/dev/sdc
/dev/sdd
/dev/sde

1.对已有磁盘进行分区

fdisk  /dev/sda
fdisk  /dev/sdc
fdisk  /dev/sdd
fdisk  /dev/sde

得到分区:

/dev/sda1
/dev/sdc1
/dev/sdd1
/dev/sde1

2.创建raid

[root@os6---224 yujianglei]# mdadm   -Cv  /dev/md0   -l5 -n3  -x1  -c 128 /dev/sd[a,c,d,e]1
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: size set to 16763520K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

参数解释:
-C   创建md0
-v   显示创建过程
-l   raid级别
-n   活跃磁盘
-x   备用磁盘
-c   数据块大小,默认为64KB.
命令也可以按照下面写:
mdadm   --create  -v   /dev/md0  --level 5  -n3  -x1  --chunk 128  /dev/sda1  /dev/sdc1  /dev/sdd1  /dev/sde1

3.查看raid状态:

[root@os6---224 yujianglei]# mdadm  -D  /dev/md0
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Wed Dec  2 15:57:47 2015
     Raid Level : raid5
     Array Size : 33527040 (31.97 GiB 34.33 GB)
  Used Dev Size : 16763520 (15.99 GiB 17.17 GB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent
    Update Time : Wed Dec  2 15:59:12 2015
          State : clean
 Active Devices : 3
Working Devices : 4
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 1
         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 128K
           Name : os6---224:0  (local to host os6---224)
           UUID : ae905c03:6e4b3312:393d3d2e:0c7ec68d
         Events : 18
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8        1        0      active sync   /dev/sda1
       1       8       33        1      active sync   /dev/sdc1
       4       8       49        2      active sync   /dev/sdd1
       3       8       65        -      spare   /dev/sde1

[root@os6---224 yujianglei]# cat  /proc/mdstat
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md0 : active raid5 sdd1[4] sde1[3](S) sdc1[1] sda1[0]
      33527040 blocks super 1.2 level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
unused devices: <none>

4.【注意：】我们在创建好RAID以后，需要将RAID的信息保存到 /etc/mdadm.conf 这个文件里，这样在下次操作系统重新启动的时候，系统就会自动加载这个文件来启用我们的RAID

[root@os6---224 yujianglei]# mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf
[root@os6---224 yujianglei]# cat /etc/mdadm.conf
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 spares=1 name=os6---224:0 UUID=ae905c03:6e4b3312:393d3d2e:0c7ec68d

5.格式磁盘

[root@os6---224 yujianglei]# mkfs.ext4 /dev/md0
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
文件系统标签=
操作系统:Linux
块大小=4096 (log=2)
分块大小=4096 (log=2)
Stride=32 blocks, Stripe width=64 blocks
2097152 inodes, 8381760 blocks
419088 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=0
Maximum filesystem blocks=4294967296
256 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
    32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
    4096000, 7962624
正在写入inode表: 完成
Creating journal (32768 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成
This filesystem will be automatically checked every 37 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

6.建立挂载点,并挂载

mkdir  /raid5
mount  /dev/md0  /raid5

7.查看md0分区的大小,共32G.正好匹配(n-1)*16G  ,这里的n为3,因为有一个磁盘是备用磁盘.

[root@os6---224 yujianglei]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup-lv_root
                       30G  2.1G   27G   8% /
tmpfs                 497M     0  497M   0% /dev/shm
/dev/sdb1             477M   52M  400M  12% /boot
/dev/mapper/VolGroup-lv_home
                       31G  2.4G   27G   9% /home
/dev/md0               32G   48M   30G   1% /raid5

8.配置开机启动

vi  /etc/fstab
/dev/md0                /raid5                  ext4    defaults        0 0

9.重启机器测试

10.raid的日常维护

现在模拟一块磁盘故障,查看磁盘的重建过程
我们还可以通过 mdadm 命令来模拟RAID故障，通过 mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1 命令
[root@os6---224 raid5]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1
mdadm: set /dev/sda1 faulty in /dev/md0

再次查看/dev/md0的状态
[root@os6---224 raid5]# mdadm  -D  /dev/md0
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Wed Dec  2 15:57:47 2015
     Raid Level : raid5
     Array Size : 33527040 (31.97 GiB 34.33 GB)
  Used Dev Size : 16763520 (15.99 GiB 17.17 GB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent
    Update Time : Wed Dec  2 17:48:31 2015
          State : clean, degraded, recovering
 Active Devices : 2
Working Devices : 3
 Failed Devices : 1
  Spare Devices : 1
         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 128K
 Rebuild Status : 42% complete            //这里的Rebuild Status状态就是重建的过程,达到100%后,就OK了
           Name : os6---224:0  (local to host os6---224)
           UUID : ae905c03:6e4b3312:393d3d2e:0c7ec68d
         Events : 30
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       65        0      spare rebuilding   /dev/sde1
       1       8       33        1      active sync   /dev/sdc1
       4       8       49        2      active sync   /dev/sdd1
       0       8        1        -      faulty   /dev/sda1

检查数据是否丢失

[root@os6---224 raid5]# ll  /raid5/
总用量 245776
drwx------. 2 root root     16384 12月  2 16:34 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root 251658240 12月  2 16:54 test.img

11.移除损坏的磁盘

mdadm  /dev/md0  -r  /dev/sda1

12.添加新磁盘到raid5中去,默认情况下，我们向RAID 中增加的磁盘，会被默认当作热备盘

mdadm  /dev/md0  -a  /dev/sda1
此时sda1这块盘会立即进入到备用状态.

13.我们需要把热备盘加入到RAID 的活动盘中。备用盘转化为活动盘,此时又会重新rebuild

mdadm -G  /dev/md0   -n4

14.此时raid的容量增加了,但是文件系统的容量还是原来的,需要扩充文件系统的大小

[root@os6---224 raid5]# resize2fs  /dev/md0
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem at /dev/md0 is mounted on /raid5; on-line resizing required
old desc_blocks = 2, new_desc_blocks = 3
Performing an on-line resize of /dev/md0 to 12572640 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/md0 is now 12572640 blocks long.
[root@os6---224 raid5]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup-lv_root
                       30G  2.1G   27G   8% /
tmpfs                 497M     0  497M   0% /dev/shm
/dev/sdb1             477M   52M  400M  12% /boot
/dev/mapper/VolGroup-lv_home
                       31G  2.4G   27G   9% /home
/dev/md0               48G  292M   45G   1% /raid5

15.重启机器测试,一切Ok

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