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Linux操作系统内存管理RAID磁盘阵列与配置

时间:2023-04-13 20:34:34浏览次数:45  
标签:RAID 创建 dev Linux 磁盘 md0 mdadm 磁盘阵列

1、RAID磁盘阵列

简称:独立冗余磁盘阵列

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。

1.1RAID级别

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、RAID 0(条带化存储)

  1. 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。
  2. 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
  3. 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,允许坏一块盘,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(先做镜像,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,再做镜像)

读写性能与RAID 10相同

安全性低于RAID 10

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2、创建软 RAID 磁盘阵列实验

1、检查是否已安装mdadm 软件包

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2、先关闭虚拟机,然后编辑虚拟机设置,添加4块硬盘,每块分配40G,点击确认后开启虚拟机

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3、我们使用xshell来进行连接,使用fdisk -l来查看分区情况

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4、对分区进行管理,创建分区并修改分区类型,这里示范一个/dev/sdb,其余的操作一样,就不示范了

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5、使用fdisk -l看一下分区情况,是否全部转换完成

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6、验证一下磁盘是否已做raid,然后开始创建raid,这里我们创建一个raid名为md0,级别使用RAID5,然后-l3设置使用三个磁盘,-x1使用一块备份磁盘,再进行查看创建速度。

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7、这里已经创建好了,我们开始验证一下

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8、我们模拟让它坏掉一个磁盘,来测试一下备份磁盘是否会自动顶上

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9、想使用起来得先进行格式化,再进行挂载,我接着尝试了一下在格式化和挂载之后备用磁盘是否还能自动顶上,实验结果:可以。

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3、创建软 RAID 磁盘阵列步骤命令

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

#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
cat /proc/mdstat		#还能查看创建RAID的进度
或者
mdadm -D /dev/md0       #查看RAID磁盘详细信息
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
mdadm -S /dev/md0
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1

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