本章內容：

? ? ? ?1、RAID詳細描述

? ? ? ?2、mdadm 工具

? ? ? ?3、創建raid

? ? ? ?4、磁盤陣列的管理

RAID描述：

? ? ? ? ??RAID：（Redundant Array of indenpensive Disk） 獨立磁盤冗余陣列: 磁盤陣列是把多個磁盤組成一個陣列, ? ? ? ? ? ? 當作單一磁盤使用,它將數據以分段(striping)的方式儲存在不同的磁盤中,存取數據時,陣列中的相關磁 ? ? ? ? ? ? 盤一起動作,大幅減低數據的存取時間,同時有更佳的空間利用率。

? ? ??功能：

? ? ? ? ? ? ?提高IO能力：磁盤并行讀寫。
? ? ? ? ? ?提高耐用性：磁盤冗余來實現。

?? RAID級別：多塊磁盤組織在一起的工作方式有所不同，稱為RAID level。不同的level針對不同的系統及應用,以解 ? ? ? ? ? ? ? 決數據安全的問題。簡單來說，RAID把多個硬盤組合成為一個邏輯扇區。因此，操作系統只會把它當作 ? ? ? ? ? ? ? 一個硬盤。

??RAID的實方式:????
? ? ? ? ? ??1. 硬件RAID：用RAId接口卡來實現；需要內核支持其驅動，并且該類設備設備顯示為SCSI設備，代號 ? ? ? ? ? ? ? ? ??為/dev/sd*。
? ? ? ? ?2. 軟件RAID：用內核中的MD(multiple devices)模塊實現，該類設備在/etc/下表示為：md*；使用mdadm ? ? ? ? ? ? ? 工具管理軟RAID；

? ? ? ? ? ? 雖然來說可以用軟件模擬實現raid，但是相對對磁盤控制的功能及性能不如硬件實現的好，生產環境中最 ? ? ? ? ? ? 好使用硬件raid 。

?常見的RAID類型描述：

? ? ? ? ? ??RAID0：條帶卷（striping），至少需要兩塊磁盤，做RAID分區的大小最好是相同的（也可以用相同大小的 ? ? ? ? ? ? ? ? ?兩塊磁盤直接做?RAID）；把數據分割成若干個相同大小的chunk，依次均勻的存儲在不同的磁盤 ? ? ? ? ? ? ? ? ??上，在讀寫的時候可以實現并發，所以讀、寫性能好；但是沒有容錯功能，任何一塊磁盤損壞，將導 ? ? ? ? ? ? ? ? ?致全部數據的損壞。磁盤利用率100%。

? ? ? ? ? ? ? ??如下圖：

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? ? ? ??? RAID1：鏡像卷（mirroring），至少需要兩塊硬盤，raid大小等于兩個raid分區中最小的容量（最好將分區 ? ? ? ? ? ? ? ??大小分為一樣），磁盤利用率50%；數據有冗余，在存儲時同時寫入兩塊硬盤，實現了數據備份；但 ? ? ? ? ? ? ? ? ?相對降低了寫入性能，但是讀取數據時可以并發，幾乎類似于raid0的讀取效率。

? ? ? ? ? ? ? ?如下圖：

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? ? ? ?RAID5：最少需要三塊硬盤，可以提供熱備盤實現故障的恢復；采用異或運算，可靠性強，允許損壞一塊磁盤，只有同時 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 損壞兩塊硬盤時數據才會完全損壞，只損壞一塊硬盤時，系統會根據存儲的異或校驗位重建數據，臨時提供服務；此 ? ? ? ? ? ? ? 時如果磁盤陣列中有備用盤，系統會自動在備用盤上重建故障磁盤上的數據。

? ? ? ? ? ? ?如下圖：

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? ? ? ? ??注：RAID中的容錯表示即使磁盤故障,數據仍能保持完整,可讓系統存取到正確的數據,而SCSI的磁盤陣列更可在工作中抽換 ? ? ? ? ? ? ??磁盤, 并可自動重建故障磁盤的數據。?

mdadm:模式化的工具

? ??命令語法格式：mdadm [mode] ?<raiddevice> [options] <component-devices>
? ??支持的RAID級別：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10
???[mode]：

? ? ? ?-C, –create：? 創建一個新的陣列

? ? ? -A, –assemble：?激活RAID設備

? ? ? ?-F, –follow, –monitor：選擇監控(Monitor)模式

? ? ? ?-G, –grow：?? 改變激活陣列的大小或形態

???<raiddevice>:?/dev/md#?
???<component-devices>:?任意塊設備
? ?[options]：選擇一個模式的選項

? ? ?? ??-C:?創建模式?
? ? ? ? ? ?-n #: 使用#個塊設備來創建此RAID?
? ? ? ? ? ?-l #：指明要創建的RAID的級別?
? ? ? ? ? ?-a {yes|no}：自動創建目標RAID設備的設備文件?
? ? ? ? ? ?-c CHUNK_SIZE: 指明塊大小?
? ? ? ? ? ?-x #: 指明空閑盤的個數?
? ??? ??-D：顯示raid的詳細信息；?
? ? ? ? ? ? ??mdadm -D /dev/md# ?
? ? ? ? ? ?-s:–scan:掃描配置文件或 /proc/mdstat以搜尋丟失的信息。

? ? ? ? ? ? ? ?默認配置文件：/etc/mdadm.conf?

? ?管理模式：?-f: 標記指定磁盤為損壞?

? ? ? ? ? ? ? ?-a: 添加磁盤?

? ? ? ? ? ? ? ?-r: 移除磁盤

創建軟RAID的過程：

? ???以四個分區模擬創建一個raid5為操作示例。

? ?步驟：

? ? ? ??1、創建RAID5 的組員

? ? ? ?Linux中陣列組成單元是分區，分區可以是整個設備也可以是設備多個分區中的一個；組成的陣列中，每個分區 ? ? ? ? ?的大小必須一樣；在fdisk分區后需要將分區標志改為Linux raid auto類型；分區后如下：

 

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Device ? ? ? ? ? ? Boot ? ? ??Start ? ? EndBlocks ? ?Id ? ? ? ?System

? ? ???2、建立RAID5磁盤陣列；如下圖：

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? ?3、查看陣列狀態；cat /proc/mdstat

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? ? ? ? ? 上圖中，通過cat /proc/mdstat信息查看所有運行的RAID陣列的狀態，在第一行中首先是MD的設備名md0，active和 ? ? ? ? ? ? ? ? inactive選項表示陣列是否能讀/寫，接著是陣列的RAID級別raid5，后面是屬于陣列的塊設備，方括號[]里的數字表示設 ? ? ? ? ? 備在陣列中的序號，(S)表示其是熱備盤，(F)表示這個磁盤是 faulty狀態。下一行中首先是陣列的大小，用塊數來表示； ? ? ? ? ? 后面有chunk-size的大小，然后是layout類型，不同RAID級別的 layout類型不同，[3/3] [UUU]表示陣列有3個磁盤并且3 ? ? ? ? ? 個磁盤都是正常運行的，而[2/3]和[_UU] 表示陣列有3個磁盤中2個是正常運行的，下劃線對應的那個位置的磁盤是faulty ? ? ? ? ??狀態。

? ?4、生成RAID的配置文件；

? ? ??mdadm.conf是該軟件的默認配置文件，主要作用是方便跟蹤軟RAID的配置，尤其是可以配置監視和事件上報選項。其中寫入每 ? ? ? 一個陣列組成的詳細情況，用于在下次開啟陣列后依據此文件重新裝配開啟陣列，否則就需要在開啟時手動定義陣列中的成 ? ? ? ? 員；當然是推薦創建該文件，防止出現意外情況。

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? ? ? ?

? ?5、創建文件系統；

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? ?6、掛載；

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? ? 7、查看陣列的詳細信息；

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磁盤陣列管理：

? ? 1、RAID5磁盤陣列中模擬一塊磁盤故障；下圖中模擬/dev/sdb盤損壞，發現熱備的盤/dev/sdd1/自動替換損壞的磁盤，并顯示數 ? ? ? 據構建的進度條。

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? ? 2、移除損壞的磁盤；損壞的磁盤狀態是faulty.

? ? ? ?

? ? 注意：對于有冗余的raid形式，在單一磁盤故障時一般能在一段時間內重建數據；但是數據量非常大時，重建會非常緩慢，且重 ? ? ? ? ?建系統過程壓力比較大，此時需要多關注系統負載，防止重建過程出現錯誤；在熱移除故障盤后，也需要盡快的換上新 ? ? ? ? ? ? ?硬盤，并且添加spare盤；在故障修復，重建重建之后，需要重新生成配置文件，防止在下次開啟時，按照最初的定義模 ? ? ? ? ? ?式開啟。

? ? ?3、RAID陣列添加新的組員；

? ? ? ? ?? #mdadm -G /dev/md0 -n4 -a /dev/sdb

? ? ?4、停止RAID設備；如下圖：

? ? ? ??

? ? ?5、激活RAID設備；如下圖：

? ? ? ??

? ? ?6、刪除RAID設備，如下圖：

• ? ? ? ??先取消掛載：#umount /mnt/raid
• ? ? ? ? 停止RAID設備：mdadm -S /dev/md0
• ? ? ? ? 刪除配置文件：rf -f /etc/mdadm.conf
• ? ? ? ? 刪除/etc/fsatb 文件下的對應掛載信息
• ? ? ? ? 分別清除RAID成員上的raid元數據：

? ? ? ? ? ? # mdadm –zero-superblock /dev/sda6

?RAID-10的創建方法：?

? ? ? 1、先創建兩個底層的RAID-1：

? ? ? ? ? #mdadm -C /dev/md0 -a yes?-l 1 -n 2 /dev/sd{a6,b}

? ? ? ? ? #mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sd{c1,d1}

? ? ? 2、用兩個RAID-1，創建上層RAID-0

? ? ? ? ? #mdadm -C /dev/md2 -a yes -l 0 -n 2 /dev/md{0,1}

? ? ? 3、查看狀態；如下圖：

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? ? ? 4、創建配置文件

? ? ? ??? ??

? ? ? 5、停止與開啟陣列；

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? ? ? ?上圖中：關閉與開啟過程，系統只能識別層級，關閉先關閉上層的RAID-0,再關閉底層的兩個RAID-1；

? ? ? ? ? ?開啟也是與關閉過程一樣；防止了沖突。