磁盘阵列RAID

# 什么是RAID

RAID简称磁盘阵列；
什么是阵列，例如：古代打仗时为什么要对士兵进行排兵布阵，其目的在于提高士兵整体的作战能力，而不是某个士兵的战斗力；
那么回到磁盘中，我们也可以将多块盘组合进行排列，提高磁盘的整体读写能力，和冗余能力，通常我们将其称为磁盘阵列；

# 为什么需要RAID

提升读写能力；（在RAID中，可以让很多磁盘同时传输数据，因为多块磁盘在逻辑上感觉是一个磁盘，所以使用RAID可以达到单个磁盘的几倍、几十倍甚至上百倍的速率。）
保证数据安全；（硬盘其实非常的脆弱，它经常会坏掉。所以有了RAID这个东西。它的目的是将好几个硬盘合并在一起，就算硬盘坏了一个，剩下还有好几个硬盘是正常的，这样服务器还能正常提供服务。保证磁盘高可用。）
RAID可以预防数据丢失，但并不能百分百保证数据不丢，所以在使用RAID的同时还是要备份重要的数据；

# 实现RAID的几种模式

# RAID0

RAID0条带卷，最少两块盘。读写性能好，但没有容错机制，坏一块磁盘数据全丢；
- 磁盘空间使用率：100%，成本低
- 读性能：N*单块磁盘的读性能；
- 写性能：N*单块磁盘的写性能；
- 冗余：无，任何一块磁盘损坏都将导致数据不可用；
- 应用场景：临时数据缓存；

# RAID1

RAID1镜像卷，写入性能一般、读取性能快、有容错机制，但磁盘有50%浪费；
- 磁盘空间使用率：50%成本较高；
- 读性能：N*单块磁盘的读性能；
- 写性能：1*单块磁盘的写性能；
- 冗余：在这一对镜像盘中有一块磁盘可以使用，那么无影响；
- 应用场景：有状态服务（db）；

# RAID5

RAID5校验卷，至少3块相同大小的盘，并且只允许坏一块盘，有效空间1/3，读写速度快。坏掉一块盘，读会慢；
- 磁盘空间利用率︰(N-1)，即只浪费—块磁盘用于奇偶校验；
- 读性能：(n-1)\*单块磁盘的读性能，接近RAID0的读性能；
- 写性能：(n-1)\*单块磁盘的写性能，接近RAID0的写性能；
- 冗余：只允许一块磁盘损坏；
- 应用场景：常规选择（all）；

# RAID10

RAID10，先做RAID1，再做RAID0；
- 磁盘空间利用率：50%
- 读性能：
- 写性能：
- 冗余：只要一对镜像盘中有一块磁盘可以使用就没问题；
- 应用场景：数据库（db）；

# 实现RAID的方式

# 硬RAID

硬RAID使用硬件阵列卡；在安装操作系统之前进入BIOS配置；

# 软RAID

软RAID通过操作系统软件来实现，性能远不如硬RAID，仅测试效果；

# 软RAID配置方法

# RAID环境准备

由于使用操作系统模拟的软RAID，所以需要在虚拟机上添加9块硬盘，来完成实验；
创建软RAID命令mdadm，如果没有使用yum install mdadm安装即可；
- mdadm磁盘阵列命令选项；
- 创建模式：
  - -C：创建阵列；
  - -l：指定指定级别；
  - -n：指定设备数量；
  - -v︰指定设备名称；
  - -x︰指定备用磁盘；
- 管理模式：
  - -a/--add：添加磁盘；
  - -r/--remove：移除磁盘；
  - -f/--fail：标记指定磁盘为损坏；

# 配置RAID0

创建RAID0实验环境：

raid种类	磁盘	热备盘
raid0	sdb、sdc

创建raid0；

[root@web ~]# mdadm -C -v /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc

查看阵列信息；

[root@web ~]# mdadm -Ds
[root@web ~]# mdadm -D /dev/md0

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格式化磁盘并分区挂载；

[root@web ~]# mkfs.xfs /dev/md0
[root@web ~]# mkdir /raid0
[root@web ~]# mount /dev/md0 /raid0/
[root@web ~]# df -h

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# 配置RAID1

创建RAID1实验环境：

raid种类	磁盘	热备盘
raid1	sdd、sde	sdf

准备sdd、sde两块盘，然后创建阵列为RAID1，准备sdf为备用盘；

# 1.创建raid1阵列
[root@web ~]# mdadm -C -v /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/sd[d,e,f]

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格式化磁盘并分区挂载；

[root@web ~]# mkfs.xfs -f /dev/md1
[root@web ~]# mkdir /raid1
[root@web ~]# mount /dev/md1 /mnt/raid1/

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使用--fail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；
```
[root@web ~]# mdadm /dev/md1 --fail /dev/sde
```
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检查当然raid状态；

[root@web ~]# mdadm -D /dev/md1
	Number	Major	Minor	RaidDevice	state
	0		8		96		0			active sync		/dev/sdd
	2		8		128		1			spare rebuilding /dev/sdf	#热备盘已经在同步数据
	1		8		112		-			faulty	/dev/sde	#故障盘

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移除损坏的磁盘；

[root@web ~]# mdadm /dev/md1 -r /dev/sde

# 配置RAID5

创建RAID5实验环境：

raid种类	磁盘	热备盘
raid5	sdg、sdh、sdi	sdj

创建raid5也可以在最后使用-x添加备用盘；

[root@web ~]# mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 /dev/sd{g,h,i,j}

格式化磁盘并分区挂载；

[root@web ~]# mkfs.xfs -f /dev/md5
[root@web ~]# mkdir /mnt/raid5
[root@web ~]# mount /dev/md5 /raid5/
[root@web ~]# echo "Raid" > /raid5/file
[root@web ~]# mdadm -D /dev/md5

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模拟一块磁盘损坏，查看/dev/sdj备用磁盘是否会顶上；

[root@web ~]# mdadm /dev/md5 --fail /dev/sdg
[root@web ~]# mdadm -D /dev/md5

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将故障的/dev/sdg盘剔除；

[root@web ~]# mdadm /dev/md5 -r /dev/sdg

再次模拟—块磁盘损坏，检查数据是否丢失；

[root@web ~]# mdadm /dev/md5 --fail /dev/sdh
[root@web ~]# mdadm -D /dev/md5

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#Linux #RAID

Last Updated: 2021/11/25, 10:57:04

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