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Linux入门之磁盘管理(7)RAID的实现
RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Independent Disks)被称为廉价冗余阵列，为了提高磁盘的性能或者保存数据完整，将多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余等。
RAID一般使用硬件raid，并配合指定 raid的接口或者raid卡来组成硬件raid，但是开销一般比较大，于是在linux中也提供了软件raid的实现。
raid的好处:
提高IO能力： 磁盘的并行读写
提高耐用性： 磁盘冗余来实现
RAID技术分类：
多个磁盘组成条带化
RAID1：镜像，mirror 保证数据的可用性
校验码 等
raid各个级别：
RAID level（级别）：仅代表磁盘组织方式不同，没有上下之分
RAID-0：条带化
性能提升：读、写
冗余能力 （容错能力）：无
空间利用率：nS
至少需要2块磁盘
RAID-1：镜像
性能提升：写性能下降，读性能提示
冗余能力：有
空间利用率：1/2
至少需要2块
RAID-4：多块数据盘异或运算值，存于专用校验盘
RAID-5：
性能表现：读、写提升
冗余能力：有
空间利用率：(n-1)/n
至少需要3块盘
RAID-10：
性能表现：读、写提升
冗余能力：有
空间利用率：1/2
至少需要4块盘
RAID-01：
性能表现：读、写提升
冗余能力：有
空间利用率：1/2
至少需要4块盘
RAID-50：
性能表现：读、写提升
冗余能力：有
空间利用率：(n-2)/n
至少需要6块盘
jdod ：将多个小盘组合成一个大盘
性能表现：无提升
冗余能力：无
空间利用率：100%
至少需要2块
软硬RAID的使用区别：
硬件RAID：BIOS主板下调整、RAID卡
软件RAID：内核模块支持 （md:multi disks）
使用命令实现软件raid：
mdadm 管理命令，将任何设备做成RAID，并有多种模式选项命令
模式化的命令:
创建模式：
-C --create
专用选项：
-l # ：指定raid级别 --level
-n # ： 设备个数 -num
-a {yes|no}：是否自动为其创建设备文件 --auto
-x # ：指定空闲盘个数
-c CHUNK_SIZE：指定chunk大小
管理模式：
-a,--add ：添加raid成员
-r,--remove ：移除raid成员
-f,--fail : 模拟损坏raid成员
监控模式：
-F
增长模式：
-G
装配模式：
-A
查看RAID阵列的详细信息
mdadm -D /dev/md#
--detail
停止阵列：
mdadm -S /dev/md#
特例：格式化md0设备指定分配条带和block：
mke2fs -j -E stride=16 -b 4096 /dev/md0
RAID5案例：
1、创建一个3G的raid5级别设备（那么至少需要3个1G的设备）：
#在/dev/sdb下创建6个分区，其类型指定为fd编号，表示为Linux raid
[root@mzf ~]# fdisk -l /dev/sdb 2> /dev/null | grep ‘^/dev‘ /dev/sdb1 1 132 1060258+ fd Linux raid autodetect /dev/sdb2 133 264 1060290 fd Linux raid autodetect /dev/sdb3 265 396 1060290 fd Linux raid autodetect /dev/sdb4 397 2610 17783955 5 Extended /dev/sdb5 397 528 1060258+ fd Linux raid autodetect /dev/sdb6 529 660 1060258+ fd Linux raid autodetect
2、使用mdadm命令
#使用mdadm创建为level 5级别raid
[root@mzf ~]# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdb{1,2,3,5}
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.#查看md0设备信息及成员
[root@mzf ~]# cat /proc/mdstat Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] md0 : active raid5 sdb3[4] sdb5[3](S) sdb2[1] sdb1[0] 2117632 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU] unused devices: <none>
#查看md0的raid级别
[root@mzf ~]# mdadm -D /dev/md0 | grep -i ‘level.*‘ Raid Level : raid5
#查看成员信息及其状态：
[root@mzf ~]# mdadm -D /dev/md0 | grep ‘.*/dev/sdb[0-9]$‘ 0 8 17 0 active sync /dev/sdb1 1 8 18 1 active sync /dev/sdb2 4 8 19 2 active sync /dev/sdb3 3 8 21 - spare /dev/sdb5
#要使用md0设备必须先格式化
[root@mzf ~]# mke2fs -t ext4 /dev/md0
#挂载md0设备
[root@mzf ~]# mkdir /mnt/md0 [root@mzf ~]# mount /dev/md0 /mnt/md0
#查看md0是否已经被识别为一个单个磁盘设备
[root@mzf ~]# fdisk -l 2> /dev/null | grep ‘md0‘ Disk /dev/md0: 2168 MB, 2168455168 bytes
#查看挂载点
[root@mzf ~]# df | grep ‘/md0‘ /dev/md0 2018796 3120 1909796 1% /mnt/md0
#拷贝配置文件到此挂载点
[root@mzf ~]# cp /etc/issue /etc/inittab /mnt/md0
#ls列出文件，发现出现了lost+found表示已经被识别了单个硬盘的单个分区
[root@mzf ~]# ls /mnt/md0 inittab issue lost+found
3、损坏模拟
#下面进行模拟损坏一块磁盘
#先查看此时md0成员信息，/dev/sdb5表示为备用，其它都是完好的
[root@mzf ~]# mdadm --detail /dev/md0 | grep ‘.*/dev/sdb[0-9]$‘ 0 8 17 0 active sync /dev/sdb1 1 8 18 1 active sync /dev/sdb2 4 8 19 2 active sync /dev/sdb3 3 8 21 - spare /dev/sdb5
#使用-f或者--fail 选项模拟时/dev/sdb3分区损坏
[root@mzf ~]# mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb3 mdadm: set /dev/sdb3 faulty in /dev/md0
#再次查看分区信息，此时备用的sdb5已经自动顶了上去
[root@mzf ~]# mdadm --detail /dev/md0 | grep ‘.*/dev/sdb[0-9]$‘ 0 8 17 0 active sync /dev/sdb1 1 8 18 1 active sync /dev/sdb2 3 8 21 2 spare rebuilding /dev/sdb5 4 8 19 - faulty /dev/sdb3
#这时我们查看文件看看有没有损坏
[root@mzf ~]# cat /mnt/md0/issue CentOS release 6.8 (Final) Kernel \r on an \m
#下面修改此文件内容
[root@mzf ~]# sed -i ‘$a \new line \n hello world‘ /mnt/md0/issue
#查看修改后的文件内容
[root@mzf ~]# cat /mnt/md0/issue CentOS release 6.8 (Final) Kernel \r on an \m new line hello world
4、移除成员
#这时我们移掉一块分区
[root@mzf ~]# mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb3 mdadm: hot removed /dev/sdb3 from /dev/md0
说明：这里的热移除表示正在使用时进行移除
#再次查看成员
[root@mzf ~]# mdadm -D /dev/md0 | grep ‘.*/dev/sdb[0-9]$‘ 0 8 17 0 active sync /dev/sdb1 1 8 18 1 active sync /dev/sdb2 3 8 21 2 active sync /dev/sdb5
5、添加成员接管
#添加一个分区加入md0，这里要指定-n 表示为第4块硬盘
[root@mzf ~]# mdadm -G /dev/md0 -n 4 -a /dev/sdb6 mdadm: added /dev/sdb6 mdadm: Need to backup 3072K of critical section..
#再次查看md0磁盘阵列成员
[root@mzf ~]# mdadm -D /dev/md0 | grep ‘.*/dev/sdb[0-9]$‘ 0 8 17 0 active sync /dev/sdb1 1 8 18 1 active sync /dev/sdb2 3 8 21 2 active sync /dev/sdb5 4 8 22 3 active sync /dev/sdb6
#再次查看数据，文件读取正常
[root@mzf ~]# cat /mnt/md0/issue CentOS release 6.8 (Final) Kernel \r on an \m new line hello world
#再次加入
[root@mzf ~]# mdadm -G /dev/md0 -n 5 -a /dev/sdb3 mdadm: added /dev/sdb3 mdadm: Need to backup 6144K of critical section..
#使用watch工具进行动态数据查看
[root@mzf ~]# watch -n 3 ‘cat /proc/mdstat‘
解析：这里表示数据同步中，使用watch可以不断进行读秒查看
#数据仍然存在
[root@mzf ~]# cat /mnt/md0/issue CentOS release 6.8 (Final) Kernel \r on an \m new line hello world
6、保存md0阵列配置
#保存阵列数据配置
[root@mzf ~]# mdadm -D --scan /dev/md0 > /etc/mdadm.conf
7、停止md0阵列
#卸载md0设备
[root@mzf ~]# umount /mnt/md0
#停止磁盘阵列
[root@mzf ~]# mdadm -S /dev/md0 mdadm: stopped /dev/md0
#内存中已经没有md0阵列了
[root@mzf ~]# cat /proc/mdstat Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] unused devices: <none>
#md0真的被停止了
[root@mzf ~]# fdisk -l 2> /dev/null | grep ‘md0‘
8、重启启动磁盘阵列
#重新启用md0阵列
[root@mzf ~]# mdadm -A -s /dev/md0 mdadm: /dev/md0 has been started with 5 drives.
#md0中5个设备都列了出来
[root@mzf ~]# cat /proc/mdstat Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] md0 : active raid5 sdb1[0] sdb3[5] sdb6[4] sdb5[3] sdb2[1] 4235264 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [5/5] [UUUUU] unused devices: <none>
#挂载md0设备
[root@mzf ~]# mount /dev/md0 /mnt/md0
#文件数据依然存在
[root@mzf ~]# cat /mnt/md0/issue CentOS release 6.8 (Final) Kernel \r on an \m new line hello world
注意：如果相要重新启用md0并读取原有设备成员，那么就需要madm -D -s的配置信息保存至/etc/mdadm.conf文件中，否则无法重新启用的。
9、测底清除设备成员的raid信息
#先卸载设备
[root@mzf ~]# umount /dev/md0
#停止阵列设备
[root@mzf ~]# mdadm --stop /dev/md0 mdadm: stopped /dev/md0
#清除radi的超级块信息
[root@mzf ~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdb{1,2,3,5,6}#删除配置文件
[root@mzf ~]# rm -f /etc/mdadm.conf
本文出自 “神剑特兰克斯” 博客，请务必保留此出处http://mengzhaofu.blog.51cto.com/10085198/1844501
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