磁盘阵列-RAID

磁盘阵列-RAID

目录

一.RAID

1.1 RAID功能实现

1.2 RAID实现的方式

1.3 raid级别

二.常见磁盘阵列类型

2.1 RAID-0

2.2 RAID-1

2.3 RAID-5

2.4 RAID-1 0

三.实现 软raid

3.1 常用选项说明

3.2 常用指令

3.3 实现raid 5

3.4 实现raid 1 0

一.RAID

独立硬盘冗余阵列(RAID, Redundant Array of Independent Disks),旧称廉价磁盘冗余阵列(Redundant Array of Inexpensive Disks),简称磁盘阵列。利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来,成为一个或多个硬盘阵列组,目的为提升性能或数据冗余,或是两者同时提升。RAID 层级不同,数据会以多种模式分散于各个硬盘,RAID 层级的命名会以 RAID 开头并带数字,例如:RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 7、RAID 01、RAID 10、RAID 50、RAID 60。每种等级都有其理论上的优缺点,不同的等级在两个目标间获取平衡,分别是增加数据可靠性以及增加存储器群)读写性能。简单来说,RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑硬盘,因此,操作系统只会把它当作一个实体硬盘。RAID常被用在服务器电脑上,并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成,它也成为普通用户的一个选择,特别是需要大容量存储空间的工作,如:视频与音频制作。

1.1 RAID功能实现

提高IO能力

提高耐用性,

磁盘冗余备份

1.2 RAID实现的方式

1、 硬件方式通过raid 卡,称硬raid。

2、软件方式通过raid 软件方式,称软raid。

1.3 raid级别

RAID-0:条带卷,strip

RAID-1:镜像卷,mirror

RAID-2

......

RAID-5

RAID-6

RAID-7

RAID-10

RAID-01

RAID-50

二.常见磁盘阵列类型

2.1 RAID-0

因为读写时都可以并行处理,所以在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余功能,也不具备容错能力,如果一个磁盘(物理)损坏,所有数据都会丢失。

特点:

读、写性能提升

最少磁盘数:2块

可用空间:N*磁盘数 无容错能力

tips:

直通盘:没有做raid。

raid盘:服务器只能识别一种模式,没有混杂模式,所以要么都不做raid,要么都做raid。

做raid 0 1块没有提高性能的效果

2.2 RAID-1

也称为镜像, 两组以上的N个磁盘相互作镜像,在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度,理论上读取速度等于硬盘数量的倍数,与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。

特点:

读性能提升、写性能略有下降

磁盘利用率 50%

有冗余能力

最少磁盘数:2,磁盘块数要2的倍数

‘tips:

因为有镜像备份,所以最多可以坏1块磁盘。

2.3 RAID-5

一份数据产生N-1个条带(N>=3),同时会存在1份校验数据,共N份数据在N块盘上循环均衡存储,N块盘同时读写,由于有校验机制所以读性能高,写性能不高。

特点:

读、性能提升

写的性能略微降低

利用率: n-1

有容错能力:允许最多1块磁盘损坏

最少磁盘数:3, 3+

tips:

最少3块硬盘才能实现RAID 5阵列,允许坏1块硬盘不影响数据。

校验和的计算主要使用了位运算中的异或运算。

RAID5的关键是有一个校验数据块,校验数据块按照规则分布在不同的磁盘。

2.4 RAID-1 0

N (偶数,N>=4)块盘两两镜像组成raid 1后,再组合成一个RAID 0。

特点:

读、写性能提升

可用空间:n/2

有容错能力:每组镜像最多只能坏一块

最少磁盘数:4, 4+(偶数)

三.实现 软raid

首先安装mdadm工具:为软RAID提供管理界面,为空余磁盘添加冗余,结合内核中的md(multi devices)RAID设备可命名 为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等

然后加装硬盘后可以用 echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan 扫描新盘。

3.1 常用选项说明

mdadm [mode] [options]

命令 模式 阵列名字(md0) 选项 选择/dev/sdb /dev/sdd

mdadm -Cv /dev/md0 -l 10(raid) -n 4 -x 1 /dev/sd[bcde] {b,c,d,e,f}

模式: 创建:-C 装配:-A 监控:-F 管理:-f, -r, -a : /dev/md# : 任意块设备 -C: 创建模式 -n #: 使用#个块设备来创建此RAID -l #:指明要创建的RAID的级别 0 1 5 10 -c CHUNK_SIZE: 指明块大小,单位k -x #: 指明空闲盘的个数 热备 盘 -x 1 /dev/sd# -D:显示raid的详细信息 mdadm -D /dev/md# 软raid名字 管理模式: -f: 标记指定磁盘为损坏 -a: 添加磁盘 -r: 移除磁盘 观察md的状态: cat /proc/mdstat

3.2 常用指令

#使用mdadm创建并定义RAID设备 mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd{b,c,d,e}1 命令 raid名 级别 盘数 热备

#用文件系统对每个RAID设备进行格式化 mkfs.xfs /dev/md0

#使用mdadm检查RAID设备的状况 mdadm --detail /dev/md0或者 mdadm -D /dev/md0

#增加新的成员 mdadm -G /dev/md0 -n4 -a /dev/sdf1

#模拟磁盘故障 mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1

#移除磁盘 mdadm /dev/md0 -r /dev/sda1

#在备用驱动器上重建分区 mdadm /dev/md0 -a /dev/sda1

#系统日志信息 cat /proc/mdstat

生成配置文件: mdadm -D -s >> /etc/mdadm.conf

停止设备 mdadm -S /dev/md0 要先解挂载

激活设备: mdadm -A -s /dev/md0

强制启动: mdadm -R /dev/md0

删除raid信息: mdadm --zero-superblock /dev/sdb1

3.3 实现raid 5

1、分区 fdisk /dev/sdb/c/d/e >n>p>1>默认>t>fd格式>w

2、创建raid 5

mdadm -Cv /dev/md5 -n 3 -l5 /dev/sd[bcd]1 -x 1 /dev/sde1

3、 显示md5详情信息

4、格式化

mkfs.xfs /dev/md5

5、创建目录挂载

6、查看状态 cat /proc/mdstat

3.4 实现raid 1 0

前同

先做镜像,后条带

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1

mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1

mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

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