使用centos7搭建RAID磁盘阵列，RAID0,RAID1,RAID5,ARID10，讲述RAID0、1、5、10的原理。

标签：RAID 阵列 sync dev RAID5 RAID0 mdadm 硬盘磁盘阵列

1.RAID概念

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，以硬件（RAID卡）或软件（MDADM）形式组合成一个容量巨大的磁盘组，利用多个磁盘组合在一起，提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中

注：RAID可以预防数据丢失，但是它并不能完全保证你的数据不会丢失，所以大家使用RAID的同时还是注意备份重要的数据

RAID的创建有两种方式：软RAID（通过操作系统软件来实现）和硬RAID（使用硬件阵列卡）；在企业中用的最多的是：raid1、raid5和raid10。不过随着云的高速发展，供应商一般可以把硬件问题解决掉。

1.1 RAID几种常见的类型

RAID类型		最低磁盘个数	空间利用率	各自的优缺点
级别	说明
RAID0	条带卷	2+	100%	读写速度快，不容错
RAID1	镜像卷	2	50%	读写速度一般，容错
RAID5	带奇偶校验的条带卷	3+	(n-1)/n	读写速度快，容错，允许坏一块盘
RAID10	RAID1的安全+RAID0的高速	4	50%	读写速度快，容错

1.2 RAID基本思想

把好几块硬盘（物理硬盘和虚拟磁盘）通过一定组合方式把它组合起来，成为一个新的硬盘阵列组，从而使它能够达到高性能硬盘的要求。

RAID有三个关键技术：

（1）镜像（备份）：提供了数据的安全性；

（2）chunk条带（块大小也可以说是条带的粒度），它的存在的就是为了提高I/O，提供了数据并发性

（3）数据的校验：提供了数据的安全

1.3 mdadm命令常见参数解释

-C或--create	建立一个新阵列	-r	移除设备
-A	激活磁盘阵列（磁盘阵列需要写入到/etc/mdadm.conf）	-l 或--level=	设定磁盘阵列的级别
-D或--detail	打印阵列设备的详细信息	-n或--raid-devices=	指定阵列成员（分区/磁盘）的数量
-s或--scan	扫描配置文件或/proc/mdstat得到阵列缺失信息	-x或--spare-devicds=	指定阵列中备用盘的数量
-f	将设备状态定为故障	-c或--chunk=	设定阵列的块chunk块大小，单位为KB
-a或--add	添加设备到阵列	-G或--grow	改变阵列大小或形态
-v	--verbose 显示详细信息	-S	停止阵列

2.搭建RAID0 开始前虚拟机准备13块硬盘

2.1 创建raid0，只需要两块盘（sdb，sdc）

#创建md0
mdadm  -C -v /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sd{b,c} 

#查看阵列信息
mdadm -Ds

mdadm -D /dev/md0  #查询到以下信息
 Version : 1.2
     Creation Time : Fri Sep  6 15:58:00 2024
        Raid Level : raid0
        Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)  #两块盘的内存
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Sep  6 15:58:00 2024
             State : clean 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

        Chunk Size : 512K   #chunk是raid中最小的存储单位

Consistency Policy : none

              Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
              UUID : 46740a79:596a22ca:1ad6bcda:ce4dc462
            Events : 0

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc

2. 3.生成配置文件

mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf

2.4 对创建的RAID0进行文件系统创建并挂载

#格式化md0
mkfs.xfs /dev/md0

#创建挂载点
 mkdir /raid0

#挂载md0到/raid0
mount /dev/md0 /raid0/

#查看挂载的md0
df -Th /raid0/

2.5.开机自动挂载

blkid /dev/md0

echo "UUID=5bba0862-c4a2-44ad-a78f-367f387ad001 /raid0 xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab

3.搭建RAID1 ，需要3块盘

3.1 创建raid1，保存配置文件，查看RAID1信息

#创建RAID1
mdadm -C -v /dev/md1 -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sd[d,e,f]

#将RADI信息保存到配置文件
mdadm  -Dsv > /etc/mdadm.conf

#查看 RAID 阵列信息
mdadm  -D /dev/md1
 
Raid Level : raid1
        Array Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
   。。。
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       48        0      active sync   /dev/sdd
       1       8       64        1      active sync   /dev/sde
       2       8       80        -      spare   /dev/sdf

3.2 在RAID设备上创建文件系统，挂载

#格式化
mkfs.xfs /dev/md1

#创建挂载目录
mkdir /raid1

#挂载md1到raid1目录
mount /dev/md1  /raid1/

3.3 准备测试热备盘，准备测试文件，模拟损坏

#准备测试文件
cp /etc/passwd /raid1/

#模拟损坏
#下面模拟RAID1中数据盘/dev/sde出现故障，观察/dev/sdf备用盘能否自动顶替故障盘
mdadm  /dev/md1 -f  /dev/sde


#查看阵列信息
mdadm  -D /dev/md1

...
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       96        0      active sync   /dev/sde
       2       8      128        1      spare rebuilding   /dev/sdf #热备盘已经在同步数据，等到它变成active sync就同步成功。 
       1       8      112        -      faulty   /dev/sde   #看到已经把sde换下来了

3.4 更新配置文件，查看数据是否丢失

mdadm  -Dsv > /etc/mdadm.conf


查看数据丢失没有，看看有没有passwd
  ls /raid1/

3.5 移除坏损坏的设备，查看信息，添加一块新热备盘

#移除损坏的设备
mdadm  -r /dev/md1 /dev/sde

#查看信息
mdadm  -D /dev/md1
 
Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       96        0      active sync   /dev/sdd
       2       8      128        1      active sync   /dev/sdf   #已经没有热备盘了

#添加一块新热备盘
mdadm  -a /dev/md1  /dev/sde 

#看看有没有/dev/sde
mdadm  -D /dev/md1

4.搭建RAID5 需要4个硬盘

4.1 创建RAID5, 添加1个热备盘，指定chunk大小为32K，查看信息

#创建md5
mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 -c32 /dev/sd{g,h,i,j} 


#查看信息
mdadm -D /dev/md5

/dev/md5:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu May 17 18:54:20 2018
        Raid Level : raid5
        Array Size : 41910272 (39.97 GiB 42.92 GB)
     Used Dev Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
      Raid Devices : 3
     Total Devices : 4
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu May 17 18:54:31 2018
             State : clean, degraded, recovering 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 4
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 2

            Layout : left-symmetric
        Chunk Size : 32K     #指定chunk大小为32K

Consistency Policy : resync

    Rebuild Status : 7% complete   #正在同步数据 请等待

              Name : xuegod63.cn:5  (local to host xuegod63.cn)
              UUID : fa685cea:38778d6a:0eb2c670:07ec5797
            Events : 2

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       96        0      active sync   /dev/sdg
       1       8      112        1      active sync   /dev/sdh
       4       8      128        2      spare rebuilding   /dev/sdi

       3       8      144        -      spare   /dev/sdj   #热备盘

4.2 停止MD5阵列，停止前必须保存配置文件

#保存文件
mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf 

##停止前，请确认数据已经同步完
mdadm  -D /dev/md5
.....
Consistency Policy : resync   #数据已经同步完 

#停止阵列
mdadm  -S /dev/md5

4.3 激活MD5阵列

mdadm  -As

4.4 扩展RAID5磁盘阵列，将热备盘增加到md5中，使用md5中可以使用的磁盘数量为4块

#扩展RAID5磁盘阵列
mdadm -G /dev/md5 -n 4 -c 32

#保存配置文件
mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf


#查看状态
mdadm -D /dev/md5  

。。。
        Array Size : 41910272 (39.97 GiB 42.92 GB)   #发现新增加硬盘后空间没有变大，为什么？
     Used Dev Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
。。。
    Reshape Status : 3% complete   #重塑状态：3%完成 ，等到100%， 数据才同步完，同步完后会变成：Consistency Policy : resync   #一致性策略：再同步，表示已经同步完
。。。
  Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       96        0      active sync   /dev/sdg
       1       8      112        1      active sync   /dev/sdh
       4       8      128        2      active sync   /dev/sdi
       3       8      144        3      active sync   /dev/sdj
等一会，等所有数据同步完成后，查看md5空间大小：
        Array Size : 62865408 (59.95 GiB 64.37 GB)  #空间已经变大
     Used Dev Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)

4.6 格式化，挂载，创建目录raid5

#格式化
mkfs.xfs /dev/md5

#创建挂载目录
mkdir /raid5

#挂载md1到raid5目录
mount /dev/md5  /raid5/

5. 创建RAID10，需要4块硬盘

5.1 创建raid10

#创建md10
mdadm -C -v /dev/md10 -l 10 -n 4 /dev/sd[k,l,m,n]



#查看信息
mdadm -D /dev/md10

5.2 创建raid10，挂载

#格式化
mkfs.xfs /dev/md10

#创建挂载目录
mkdir /raid10

#挂载md1到raid10目录
mount /dev/md10  /raid10/

5.3 使用命令查看挂载的一些情况

lsblk

总结：以上就是使用centos搭建raid0，1，5，10的全部过程，也可以用分区的形式来搭建raid，假如RAID硬盘失效处理，一般两种处理方法：热备和热插拔

热备：HotSpare

定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性

热插拔：HotSwap

定义：在不影响系统正常运转的情况下，用正常的物理硬盘替换RAID系统中失效硬盘

标签：RAID,阵列,sync,dev,RAID5,RAID0,mdadm,硬盘,磁盘阵列
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