Linux 服务器硬件及RAID配置实践
RAID磁盘阵列介绍
- 是Redundant Array of Independent Disks的缩写，中文简称为独立兄余磁盘阵列
- 把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬
盘组（逻辑硬盘）,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
- RAIDO,RAID1,RAID5,RAID6,RAID1+0等
RAID 0磁盘阵列介绍
RAID 0(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，但它没有数据穴余
- RAID 0只是单纯地提高性能，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
RAID 1磁盘阵列介绍
RAID 1(镜像存储）
- 通过磁盘数据镜像实现数据穴余。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RAID1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
RAID 5磁盘阵列介绍
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，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
RAID6磁盘阵列介绍
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增加了第二个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
RAID 1+0磁盘阵列介绍
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
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总结
| RAID级别 | 硬盘数量 | 磁盘利用率 | 是否有校验 | 保护能力 | 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 |
阵列卡介绍
- 阵列卡是用来实现RAID功能的板卡
- 通常是由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
- 不同的RAID卡支持的RAID功能不同
- 例如支持RAIDO、RAID1、RAID5、RAID10等
- RAID卡的接口类型
- IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口
阵列卡的缓存
- 缓存（Cache)是RAID卡与外部总线交换数据的场所，RAID卡先将数据传送到缓存，再由缓存和外边数据总线交换数据
- 缓存的大小与速度是直接关系到RAID卡的实际传输速度的重要因素
- 不同的RAID卡出厂时配备的内存容量不同，一般为几兆到数百兆容量不等
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、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
- 创建RAID5
mdadm -C -v /dev/mdo [-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3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
- 创建RAID10(先做镜象，再做条带）
mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 / dev / sd [bc]1
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2/dev/sd[de]1
mdacim -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/mdo /dev/md1
#查看RAID磁盘详细信息
cat/proc/mdstat #还能查看创建RAID的进度
或者
mdadm -D /dev/md0
#用watch命令来每隔一段时间刷新/proc/mdstat的输出
watch -n 10 'cat /proc/mdstat'
#检查磁盘是否已做RAID
mdadm -E /dev/sd[b-e]1
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/mdo /myraid xfs defaults 0 0
5、实现故障恢复
mdadm /dev/ mdo -f /dev/sdb1 #模拟/dev/sdb1故障
mdadm -D /dev/md0 #查看发现sde1已顶替sdb1
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
echo 'DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1'> /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm. conf
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
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
mdadm /dev/md0 -a /dev/sde1
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:指查找 /etc/mdadm.conf文件中的配置信息