一、RAID磁盘阵列

RAID磁盘阵列介绍

■RAID是独立磁盘冗余阵列（Redundant Array of Independent Disks）简称磁盘阵列。主要就是资源集中，统一管理。

■把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合成一个硬盘组，逻辑上可以看成一个大的硬盘，从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。

■组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)

■常用的RAID级别

• RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

1.RAID0(条带化存储)

• RAID 0连续以位或字节为单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余。
• RAID 0只是单纯的提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
• RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

2.RAID 1（镜像存储）

• 通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据
• 当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能
• RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的。但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据

3.RAID 5

• N(N≥3)块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份校验数据，共N份数据在N块盘上循环均衡存储
• N块盘同时读写，读性能很高，但由于有校验机制的问题，写性能相对不高
• （N-1）/N 磁盘利用率
• 可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据

4.RAID 6

• N（N≥4）块盘组成阵列，（N-2）/N 磁盘利用率
• 与RAID 5相比，RAID 6增加了第二块独立的奇偶校验信息块
• 两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用
• 相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差

5.RAID 1+0(先做镜象，再做条带)

• N (偶数，N>=4)。块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
• N/2磁盘利用率
• N/2块盘同时写入，N块盘同时读取
• 性能高，可靠性高

6.RAID 0+1(先做条带，再做镜象)

• 读写性能与RAID 10相同
• 安全性低于RAID 10

RAID级别	硬盘数量	磁盘利用率	是否有校验	保护能力	读写性能
RAID0	N	N	无	无	单个硬盘的N倍
RAID1	N（偶数）	N/2	无	允许一个设备故障	需写两对存储设备，互为主备
RAID5	N>=3	(N-1)/N	有	允许一个设备故障	需写计算校验
RAID6	N>=4	(N-2)/N	有	允许两个设备故障	需双重写计算校验
RAID10	N>=4（偶数）	N/2	无	允许两个基组中各坏一个	N/2块盘同时写入

二、创建软RAID磁盘阵列步骤

1. 检查是否已安装mdadm 软件包

rpm -q mdadm
yum install -y mdadm

2. 使用fdisk工具将新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sde1，并且把分区类型的 ID 标记号改为“fd”

fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc

3. 创建 RAID 设备

3.1 创建RAID5

创建RAID5
mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1


-C：表示新建
-v：显示创建过程中的详细信息
/dev/md0：创建 RAID5 的名称
-a yes：–auto，表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略
-l：指定 RAID 的级别，l5 表示创建 RAID5
-n：指定使用几块硬盘创建 RAID，n3 表示使用 3 块硬盘创建 RAID
/dev/sd[bcd]1：指定使用这四块磁盘分区去创建 RAID
-x：指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘，x1表示保留1块空闲的硬盘作备用
/dev/sde1：指定用作于备用的磁盘

3.2 创建RAID10（先做镜像，再做条带）

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

3.3 查看RAID磁盘命令

cat /proc/mdstat		           查看RAID磁盘详细信息和创建RAID的进度
或者
mdadm -D /dev/md0                  

watch -n 10 'cat /proc/mdstat'     用watch命令来每隔一段时间刷新/proc/mdstat 的输出

mdadm -E /dev/sd[b-e]1             检查磁盘是否已做RAID

4. 创建并挂载文件系统

mkfs -t xfs /dev/md0
mkdir /myraid
mount /dev/md0 /myraid/
df -Th
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
vim /etc/fstab
/dev/md0      /myraid        xfs   	 defaults   0  0

5. 实现故障恢复

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 		模拟/dev/sdb1 故障
mdadm -D /dev/md0					查看发现sde1已顶替sdb1

mdadm命令其它常用选项
-r：移除设备
-a：添加设备
-S：停止RAID
-A：启动RAID

6.创建/etc/mdadm.conf配置文件，方便管理软RAID的配置，比如启动、停止

当我们停止RAID后想在启动RAID时发现启动不了，这是我们需要创建/etc/mdadm.conf配置文件才能够正常启动

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf

echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
umount /dev/md0
mdadm -S /dev/md0
mdadm -As /dev/md0
-S:值查找/etc/ma=dadm.conf 文件中的配置信息

三、试验：创建RAID5和RAID10磁盘阵列

创建RAID5

首先我们先新建4个新的硬盘供试验使用

用fdisk -h看一下磁盘有没有添加上

使用fdisk工具划分出主分区并且把分区类型的 ID 标记号改为“fd”

上图为sdb1的创建方法，sdc1，sdd1，sde1方法一样这里不做演示了


创建 RAID5 设备

mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1

创建目录并挂载文件系统


实现故障恢复
使用mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb1让sdb1模拟故障点，mdadm -D /dev/md0查看详细信息，在下面的硬盘列表中可以看到sdb1报错，sde1替换了sdb1的位置

创建RAID10

还是一样添加4块新硬盘并fdisk /dev/sdb分别做管理


其他三个硬盘操作一样

创建两个RAID1名为md0由sdb1，sdc1组成，md1由sdd1，sde1组成，最后将建立的RAID1组合成一个RAID0。

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

格式化后挂载

建立目录，并将md10挂载上去，因为RAID10中有两个盘为备份，原来80G现在使用的只有40G所以实际使用空间是最大容量的1/2。

到此实验成功