RAID详解及配置实战

目录

一、RAID磁盘阵列及详解

1.1 了解RAID

1.1.1 简单理解

1.1.2 对比了解

1.2 RAID磁盘阵列介绍

1.3 RAID功能实现

1.4 RAID实现的方式

1.5 RAID级别详解

1.5.1 RAID -0

1.5.2 RAID -1

1.5.3 RAID -5

1.5.4 RAID -10(RAID 1+0)

1.6 阵列卡

1.6.1 阵列卡介绍

1.6.2 阵列卡的缓存

二、构建软RAID磁盘阵列及配置

2.1 了解基本配置命令

mdadm工具

2.2 构建软RAID磁盘阵列思路及配置

2.2.1 思路

2.2.2 配置


一、RAID磁盘阵列及详解

1.1 了解RAID

1.1.1 简单理解

raid是磁盘的集合,按照排列组合的方法不 一,给raid去了不同的名字raid0、raid1、raid5、raid10等

1.1.2 对比了解

  • 硬盘         连续空间                      无法扩容
  • lvm          非连续空间                   可以动态扩容
  • raid          备份, 提高读写性能   无法扩容

1.2 RAID磁盘阵列介绍

  • 是Redundant Array of Independent Disks的缩写,中文简称为独立冗余磁盘阵列
  • 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
  • 组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别(RAID Levels)
  • 口常用的RAID级别:RAIDORAID1RAID5,RAID6,RAID1+0

1.3 RAID功能实现

  • 提高IO能力
  • 提高耐用性
  • 磁盘冗余备份

1.4 RAID实现的方式

  • 外接式磁盘阵列:通过扩展卡提供适配能力
  • 内接式RAID:主板集成RAID控制器,安装OS前在BIOS里配置
  • 软件RAID:通过OS实现,比如:群晖的NAS存储
  • 硬件方式:通过raid 卡
  • 软件方式:通过raid 软件方式

1.5 RAID级别详解

1.5.1 RAID -0

1、作用

  • 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
  • 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

简单总结:因为读写时都可以并行处理(N块硬盘并行组合成一个新的逻辑盘),所以在所有的级别中,RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余功能,也不具备容错能力,如果一个磁盘(物理)损坏,所有数据都会丢失(分布式存储)

2、最少磁盘数:2块才有效果

3、特点总结:①最少需要两块磁盘:N≥2

                        ②数据条带分布式

                        ③没有冗余,性能最佳(不存储镜像,校验信息)

                        ④不能应用于数据安全性要求高的场合

1.5.2 RAID -1

1、介绍

  • 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

2、简单理解

RAID -1也称为镜像, 两组以上的N个磁盘相互作镜像,在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度,理论上读取速度等于硬盘数量的倍数,与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。 读性能提升、写性能略有下降、磁盘利用率 50%、有冗余能力、最少磁盘数:2n n≥1

3、特点总结:①最少需要两块磁盘2N(n≥1)

                        ②有冗余,有很高的数据安全性和可用性

                        ③读性能提升(磁盘数增多)、写性能略有下降(存储镜像)

                        ④磁盘利用率50%

                        ⑤数据镜像分布式

1.5.3 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

总结:①读、性能提升,写的性能略微降低

           ②利用率:n-1

           ③有容错能力:允许最多1块磁盘损坏

           ④最少磁盘数:n≥3

1.5.4 RAID -10(RAID 1+0)

特点:①N(偶数,N>=4)块盘两两镜像后,再组合成一个RAID 0
           ②磁盘利用率:N/2
           ③读、写性能提升:N/2块盘同时写入,N块盘同时读取
           ④有容错能力:每组镜像最多只能坏一块

1.6 阵列卡

1.6.1 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RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等
  • RAID卡的接口类型:IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

1.6.2 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

二、构建软RAID磁盘阵列及配置

2.1 了解基本配置命令

mdadm工具

  • 介绍:为软RAID提供管理界面,为空余磁盘添加冗余,结合内核中的md(multi          devices)RAID设 备可命名 为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等
  • 用法,举例:mdadm -Cv /dev/md0 -l 10(raid) -n 4 -x 1 /dev/sd[bcde] {b,c,d,e,f}

常用选项说明:

模式:

创建:-C

装配:-A

监控:-F

管理:-f, -r, -a

管理模式:-f:标记指定磁盘为损坏

                  -a: 添加磁盘

                  -r: 移除磁盘

-S:停止进程

-n:使用x个块设备来创建此RAID

-l:指明要创建的RAID的级别0、1、5、10

-c (CHUNK_SIZE): 指明块大小,单位k

-x:指明空闲盘的个数            例:热备盘   -x  1   /dev/sd*

-D:显示raid的详细信息

mdadm -D /dev/md*        

软raid名字

2.2 构建软RAID磁盘阵列思路及配置

2.2.1 思路

  • 检查madam是否安装,并将其安装
  • 准备RAID阵列的分区

准备流程:①为Linux服务器添加4块SCSI硬盘,并使用fdisk工具各划分出一块2GB的分区,依次                        为/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1

                  ②类型ID更改为“fd”,对应为“Linux raid autodetect",表示支持用于RAID磁盘阵列

  • 创建RAID设备并建立文件系统
  • 挂载并使用文件系统

补充:RAID阵列的管理及设备恢复

  • 扫描或查看磁盘阵列信息
  • 启动/停止RAID阵列
  • 设备恢复操作:模拟阵列设备故障、更换故障设备,并恢复数据

2.2.2 配置

1、在虚拟机中添加2G 4个磁盘,并查看

2、更改四个类型为fd

重复四次得到

3、创建RAID设备,并观察md状态

4、进行格式化

5、进行挂载

补充:RAID阵列的管理及设备恢复

1、动态扫描或查看磁盘阵列信息

2、模拟阵列设备故障

3、阵列设备移除

4、设备故障两台

恢复:停止挂载或者重新添加设备(mdadm md5的路径 -a sdb1的路径(举例))

5、启动/停止RAID阵列

先停止挂载

停止挂载:mdadm -S /dev/md5

激活设备:mdadm -A -s /dev/md5 或者 mdadm -R /dev/md5

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