RAID独立磁盘冗余阵列

￡神魔★判官ぃ 2023-03-03 08:58 170阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  RAID：独立磁盘冗余阵列
 *  一、概念
 *  二、RAID0-5技术讲解
 *   *  RAID0
     *  RAID1
     *  RAID5
 *  三、配置RAID0-5
 *   *  1、相关指令
     *  2、创建过程
     *   *  RAID0
         *  RAID1
         *  RAID5
     *  3、使用
 *  四、停止和装配raid及彻底移除
 *   *  1、停止和装配
     *  2、彻底移除
 *  五、RAID10讲解及配置
 *   *  1、概念
     *  2、配置
 *  六、RAID实验——冗余备份和数据灾难恢复过程
 *   *  1、模拟RAID1更换磁盘
     *  2、模拟RAID5更换磁盘

# RAID：独立磁盘冗余阵列 #

# 一、概念 #

**磁盘阵列**：利用多块独立的磁盘，组成一个容量巨大的磁盘组，可以提升磁盘运行效率。

**运行效率**：读写速度和冗余备份。

**常见的RAID技术**：RAID0、RAID1、RAID5、RAID10

# 二、RAID0-5技术讲解 #

## RAID0 ##

![在这里插入图片描述][20200730213204707.png]

由两块磁盘组成。

*  优点

RAID0技术能够有效的提升硬盘数据的吞吐速度（提高磁盘读写速度，加快电脑运行效率）

*  缺点

不具备数据备份和错误修复能力

## RAID1 ##

![在这里插入图片描述][20200730213157977.png]

由两块磁盘组组成。

*  优点

RAID1数据同时写入到两块硬盘设备上  
（可以将其视为数据的镜像或备份）

*  缺点

磁盘利用率很低，只有50%，所有只用于系统盘

## RAID5 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

至少需要三块磁盘

*  优点

RAID1把硬盘设备的数据奇偶校验信息分布保存至在不同硬盘上，通过奇偶校验信息的计算恢复数据。  
兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题，磁盘利用率(n-1)/n —n表示磁盘数量

*  缺点

利用奇偶校验恢复数据，所有在数据恢复上速度慢于RAID1。

解释：RAID5图片中四块硬盘，当disk4损坏后，可以由disk1的奇偶校验位还原disk4的block 4c模块，由disk2的奇偶校验位parity还原diiak4的block 4b模块、由disk3的奇偶校验位parity还原diiak4的block 4a模块、由disk1的block 1a、disk2的block 2a、disk3的block 3a重新生成disk4的奇偶校验位parity。

# 三、配置RAID0-5 #

## 1、相关指令 ##

lsblk  ##查看磁盘情况
    mdadm -D /dev/md0 ##查看RAID详细信息， /dev/md0是创建的设备文件名，这个是任意的
    mdadm /dev/md1 -r /dev/sde1  ##移除损坏磁盘/dev/sde1
    mdadm /dev/md1 -f /dev/sde1 ##手动禁用
    mdadm -S /dev/md1  #停止阵列
    mdadm /dev/md1 -a /dev/sdb1  #增加热备份磁盘
    mdadm -G /dev/md5 -n 4 #将raid5的热备份磁盘增加到阵列工作磁盘中。-n 4 表示使用四块工作磁盘

注意：在创建raid前，应该先查看磁盘是否被识别，如果内核还为识别，创建Raid时会报错：

cat /proc/partitions

如果没有被识别，可以执行命令：

kpartx /dev/sdb或者partprobe/dev/sdb

## 2、创建过程 ##

RAID是根据磁盘分区来配置的。

**步骤一：对七块磁盘进行分区操作，均分一个区,为后续实验要求，根据自己选择的类型确定**

fdisk /dev/sdb
    n #创建
    p #主分区
    t  ##更改分区类型
    fd ##RAID类型
    wq

**步骤二：安装RAID工具**

yum install mdadm

### RAID0 ###

mdadm -Cv /dev/md0 -n2 -l0 /dev/sd[b-c]1

创建/dev/md0，用到两块磁盘，类型是RAID0，要用到b和c的第一个分区

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>-n</th> 
   <th>使用两块磁盘</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-l</td> 
   <td>类型</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### RAID1 ###

mdadm -Cv /dev/md1 -n2 -l1 /dev/sd[d-e]1

### RAID5 ###

mdadm -Cv /dev/md5 -n3 -l5 /dev/sd[f-h]1

## 3、使用 ##

**步骤一：创建文件系统**

三种格式化类型任选一种：

mkfs.ext4 /dev/md0
    mkfs.ext3 /dev/md1
    mkfs.vfat /dev/md5

默认vfat指令不存在，安装：

yum install -y dosfstools

**步骤二：挂载**

vim /etc/fstab
    /dev/md0 /mnt/disk0 ext4 rw 0 0
    /dev/md1 /mnt/disk1 ext3 rw 0 0
    /dev/md5 /mnt/disk5 vfat rw 0 0

创建挂载目录:

mkdir /mnt/disk0
    mkdir /mnt/disk1
    mkdir /mnt/disk5

挂载：

mount -a
    mount

# 四、停止和装配raid及彻底移除 #

## 1、停止和装配 ##

mdadm -S /dev/md1  #停止阵列

关闭raid阵列后，该raid组/dev/md0就停止工作了。

如果下次想继续启动它，直接使用-A来装配/dev/md0是不可以的，需要再次指定该raid中的设备成员，且和关闭前的成员一样，不能有任何不同。

mdadm -A /dev/md1 /dev/sd{b,c,d,e}1

这样做不太保险，其实可以在停止raid前，扫描raid，将扫描的结果保存到配置文件中，下次启动的时候直接读取配置文件即可。

mdadm -D --scan >> /etc/mdadm.conf

下次使用-A就可以装配配置文件中的raid组了

mdadm -A /dev/md1

如果不放在默认配置文件中，则装配的时候使用"-c"或"–config"选项指定配置文件即可。

mdadm -D --scan >> /tmp/mdadm.conf
    mdadm -A /dev/md1 -c /tmp/mdadm.conf

## 2、彻底移除 ##

当已经确定一个磁盘不需要再做为raid的一部分，可以将它移除掉。彻底移除一个raid设备并非那么简单，因为raid控制器已经标记了一个设备，即使将它"mdadm --remove"也无法彻底消除raid的信息。

umount /dev/sdb1
    mdadm -S /dev/md1
    mdadm --manage /dev/md1 --remove /dev/sdb1
    mdadm --zero-superblock --force /dev/sdb1  #清空控制器可以读取的raid签名

查看：

lsblk -f

# 五、RAID10讲解及配置 #

## 1、概念 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

RAID10即RAID0+RAID1的一个组合体，RAID10技术继承了RAID0的高速写速度和RAID1的数据安全性。

RAID10图片表明分别配置两个RAID1，然后将其组合成RAID0。

## 2、配置 ##

至少需要四块

**步骤一：对四个磁盘进行分区，类型为fd**

**步骤二：创建两个raid1**

mdadm -Cv /dev/md8 -n2 -l1 /dev/sdj1 /dev/sdk1
    mdadm -Cv /dev/md89-n2 -l1 /dev/sdl1 /dev/sdm1

**步骤三：利用两个raid1创建raid0**

mdadm -Cv /dev/md10 -n2 -l0 /dev/md8 /dev/md9

**步骤四：格式化**

mkfs.ext4 /dev/md10

*步骤五：挂载*

mkdir /mnt/disk10
    vim /etc/fstab
    /dev/md10 /mnt/disk10 ext4 rw 0 0
    mount -a

# 六、RAID实验——冗余备份和数据灾难恢复过程 #

## 1、模拟RAID1更换磁盘 ##

**步骤一：添加一块新的磁盘并分区为fd类型**

**步骤二：模拟raid1更换磁盘的过程**  
给磁盘写入数据：

cd /mnt/disk1
    touch 1 2 3

添加热备份磁盘：

mdadm /dev/md1 -a /dev/sdi1  #此时未激活状态

模拟磁盘损坏：

mdadm /dev/md1 -f /dev/sde1  ##停用磁盘

查看raid1情况：

mdadm -D /dev/md1

查看磁盘数据有无丢失：

cd /mnt/disk1
    ls

移除坏损磁盘：

mdadm /dev/md1 -r /dev/sde1

## 2、模拟RAID5更换磁盘 ##

**步骤一：添加一块新的磁盘并分区为fd类型**

**步骤二：模拟raid5更换磁盘的过程**  
给磁盘写入数据：

cd /mnt/disk5
    touch 1 2 3

添加热备份磁盘：

mdadm /dev/md5 -a /dev/sde1 #此时未激活状态
    mdadm -D /dev/md5  #查看当前磁盘状态

模拟磁盘损坏：

mdadm /dev/md5 -f /dev/sdg1  ##停用磁盘

查看raid5情况：

mdadm -D /dev/md5 #磁盘更换成功

查看磁盘数据有无丢失：

cd /mnt/disk5
    ls

移除坏损磁盘：

mdadm /dev/md5 -r /dev/sdg1

[20200730213204707.png]: /images/20230208/e17bc27f493c4f96882546ef9f886918.png
[20200730213157977.png]: /images/20230208/9f313a9561084a4198d7dee332341f17.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NhcGVqYXNtaW5lWQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230208/e32de9b5cded48a590373811c3347c10.png
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