CentOS系統中軟Raid的配置

由加利福尼亞大學伯克利分校（University of California-Berkeley）在1988年，發表的文章：“A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”。文章中，談到了RAID這個詞匯，而且定義了RAID的5個層級。獨立磁盤冗余陣列（RAID，redundant array of independent disks）是把相同的數據存儲在多個硬盤的不同的地方（因此，冗余地）的方法。通過把數據放在多個硬盤上，輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良性能。因為多個硬盤增加了平均故障間隔時間（MTBF），儲存冗余數據也增加了容錯性。

  1. RAID的幾個常用級別
  • raid 0 要2塊或2塊以上的硬盤，把數據分散在N塊硬盤內性能提升極高，無容錯能力。
  • raid 1 需要2塊硬盤，會把一塊硬盤寫數據，把另一塊寫入數據鏡像，容錯性最高，但寫入性能會下降。
  • raid 4 需要3塊或以上的硬盤，多塊數據盤進行異或運算，把一塊硬盤做專用校驗盤，異或相同為假不同為真，有容錯性，一塊壞掉可以通過校驗盤來計算恢復。但已基本不用本文不做詳細介紹。
  • raid 5 需要3塊或3塊以上的硬盤，會把1塊硬盤的容量來放校驗位，有容錯性允許一塊磁盤損壞，性能有提升，比較常用。磁盤利用率比raid1要高。擁有和raid0相近的讀取速度，但寫入數據和單個磁盤相比稍慢。把多塊數據進行異或運算生成校驗信息，然后把數據和與其相對的校驗信息保存在raid5各個磁盤中。
  • raid 6 需要4塊或4塊以上的硬盤，會把2塊硬盤的容量來放校驗位，會計算兩個校驗位儲存在兩塊盤上，容錯性允許兩塊磁盤損壞，不常用，本文不做詳細介紹。
  • raid 10 需要4塊或2的2倍以上的硬盤，但添加硬盤要一次添加2塊。會把硬盤先做raid 1在做raid 0，性能提升較高，但磁盤利用率較低，容錯性極高。raid01與其相似但是raid01是先做raid 0再做raid 1.
  • raid 50 需要6塊或3的2倍以上的硬盤，先把硬盤做成raid5，再做成raid 0，性能提升較高，磁盤利用率較低，容錯性極高。
  • raid 7 可以理解為一個獨立存儲計算機，自身帶有操作系統和管理工具，可以獨立運行，理論上性能最高的raid模式，本文里不做詳細介紹。
級別 最少硬盤 容量 讀取性能 寫入性能 容錯性
raid 0 2 n n n 無容錯性
raid 1 2 n/2 n n/2 2塊可以壞掉一塊
raid 5 3 n-1 n-1 n-1 3塊可以壞掉一塊
raid 10 4 n/2 n n/2 只要不是同一個raid1的硬盤，可以壞掉一半
  1. 實現

2.1 軟raid命令mdadm

-C: 創建模式,參數:

  • -n #: 使用 #個塊設備來創建此RAID
  • -l #：指明要創建的RAID的級別,1表示raid1
  • -a {yes|no}：自動創建目標RAID設備的設備文件
  • -c CHUNK_SIZE: 指明塊大小
  • -x #: 指明空閑盤的個數

-D：顯示raid的詳細信息

  • -s：掃描配置文件或/proc/mdstat缺少信息。

-G：更改大小

-I：添加或刪除單個硬盤

-F：監控

管理模式

  • -f: 標記指定磁盤為損壞
  • -a: 添加磁盤
  • -r: 移除磁盤

注：要查看raid的狀態：cat /proc/mdstat，創建之后要寫入配置文件來保存否則在停用設備之后無法啟動： mdadm –D –s >> /etc/mdadm.conf

2.2 raid 0

[root@centos6.9 ~]#lsblk  #查看硬盤情況
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb      8:16   0  100G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0   30G  0 part /test
sda      8:0    0  200G  0 disk 
├─sda1   8:1    0 1000M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0 97.7G  0 part /
├─sda3   8:3    0 48.8G  0 part /app
├─sda4   8:4    0    1K  0 part 
└─sda5   8:5    0    2G  0 part [SWAP]
sdc      8:32   0   10G  0 disk  #這里有4塊10GB的硬盤，就是我們做實驗要用的
sdd      8:48   0   10G  0 disk 
sde      8:64   0   10G  0 disk 
sdf      8:80   0   10G  0 disk 

[root@centos6.9 ~]#mdadm -C /dev/md0 -n 2 -a yes -l 0 /dev/sdc /dev/sdd 
#-C創建md0，-n指定由2塊硬盤創建，-a yes自動創建設備文件，-l 指定raid 0，后面指定成員硬盤
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata  
mdadm: array /dev/md0 started.   #創建md0成功

[root@centos6.9 ~]#mdadm -D /dev/md0   #查看創建的md0的詳細信息
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Tue Jun 20 19:53:17 2017
     Raid Level : raid0   #raid等級
     Array Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)  #總容量
   Raid Devices : 2   #raid硬盤數
  Total Devices : 2   #總硬盤數
    Persistence : Superblock is persistent
    Update Time : Tue Jun 20 19:53:17 2017
          State : clean 
 Active Devices : 2
Working Devices : 2
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0
     Chunk Size : 512K  #分散在硬盤中塊的大小
           Name : centos6.9:0  (local to host centos6.9)
           UUID : cd351fb1:b45416d3:5ac664ae:6d130fd2    #raid的UUID號
         Events : 0
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       32        0      active sync   /dev/sdc  #成員1
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd  #成員2



root@centos6.9 ~]#fdisk /dev/md0   #用fdisk管理/md0分區

Command (m for help): n    #創建一個分區
Command action
   e   extended                   #擴展分區
   p   primary partition (1-4)    #主分區
p       #這里選了p，創建一個主分區
Partition number (1-4): 1  #選擇分區編號1
First cylinder (1-5238784, default 257 ): #默認從的257個扇區開始，這里選擇默認
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (257-5238784, default 5238784): +10G   #創建一個10G的分區

Command (m for help): p   #查看分區

Disk /dev/md0: 21.5 GB, 21458059264 bytes
2 heads, 4 sectors/track, 5238784 cylinders
Units = cylinders of 8 * 512 = 4096 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 524288 bytes / 1048576 bytes
Disk identifier: 0x861106f0

      Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/md0p1             257     2621696    10485760   83  Linux

Command (m for help): w    #保存退出
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
[root@centos6.9 ~]#fdisk -l     #查看硬盤分區，因為硬盤比較多所以只顯示了md0
Disk /dev/md0: 21.5 GB, 21458059264 bytes  #硬盤大小
2 heads, 4 sectors/track, 5238784 cylinders
Units = cylinders of 8 * 512 = 4096 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 524288 bytes / 1048576 bytes
Disk identifier: 0xdbb02828

    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/md0p1              257     2621440    10485758   83  Linux     #硬盤里的分區

[root@centos6.9 ~]#mkfs.ext4 /dev/md0p1  #格式化md0p1分區，文件系統ext4

[root@centos6.9 ~]#mkdir /raid  #創建raid文件夾
[root@centos6.9 ~]#mount /dev/md0 /raid/  #把raid掛載到raid目錄上
[root@centos6.9 ~]#df  #查看掛載信息
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/sda2      100660656 3598692  91941964   4% /
tmpfs             502056       8    502048   1% /dev/shm
/dev/sda3       50264772   56396  47648376   1% /app
/dev/sda1         991512   34932    905380   4% /boot
/dev/sdb1       30838496   45008  29220328   1% /test
/dev/md0        20494972   44992  19402224   1% /raid  掛載成功

[root@centos6.9 ~]#vim /etc/fstab   #修改文件保存掛載，如果不寫入文件的話，開機之后不會自動掛載
UUID=80f63701-5c1b-4dc1-9864-7c1247ed8561 /                       ext4    defaults        1 1
UUID=daf6631d-90ab-45dc-b5b5-20eb52476056 /app                    ext4    defaults        1 2
UUID=87c9aa50-7b7a-459e-babc-87bfaf5b49f2 /boot                   ext4    defaults        1 2
UUID=2f7f0957-6978-4028-ac0d-966fb8d486e5 swap                    swap    defaults        0 0
UUID=0ec85016-ffa5-4d52-b353-b55b0c239228  /raid ext4   defaults        0 0    #在里面加一行，參考系統的格式寫
#在添加的時候要寫文件的UUID號，以防止設備名變更無法掛載。
[root@centos6.9 ~]#blkid /dev/md0p1   #查看分區的UUID
/dev/md0p1: UUID="0ec85016-ffa5-4d52-b353-b55b0c239228" TYPE="ext4"    #分區的UUID號和文件系統類型  

[root@centos6.9 ~]#mdadm -D -s /dev/md0 >> /etc/mdadm.conf   #把md0的配置追加進/etc/mdadm.conf文件

2.3 raid 1

[root@centos6.9 ~]#mdadm -C /dev/md1 -n 2 -a yes -l 1  /dev/sdc /dev/sdd   #創建raid1
/dev/md1:
        Version : 1.2
  Creation Time : Tue Jun 20 21:27:53 2017
     Raid Level : raid1    #raid 等級
     Array Size : 10477568 (9.99 GiB 10.73 GB)    #raid1容量
  Used Dev Size : 10477568 (9.99 GiB 10.73 GB)    #鏡像空間大小
   Raid Devices : 2   #raid硬盤數
  Total Devices : 2   #總硬盤數
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Tue Jun 20 21:28:25 2017
          State : clean, resyncing 
 Active Devices : 2    #主動設備
Working Devices : 2    #工作設備
 Failed Devices : 0    #問題設備
  Spare Devices : 0    #備用設備

  Resync Status : 66% complete

           Name : centos6.9:1  (local to host centos6.9)
           UUID : 2244ef88:05bcf8d4:3de8c6f6:a65ee55b
         Events : 10

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       32        0      active sync   /dev/sdc     #成員
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd     #成員

2.4 raid 5

[root@centos6.9 ~]#mdadm -C /dev/md2 -n 3 -x 1 -a yes -l 5  /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde  /dev/sdf  
                  #指定三個成員硬盤，同是用-x指定了一個備用盤
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md2 started.  #創建成功
[root@centos6.9 ~]#mdadm -D /dev/md2 
/dev/md2:
        Version : 1.2
  Creation Time : Tue Jun 20 21:49:02 2017  #創建時間
     Raid Level : raid5   #等級
     Array Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)   #可用容量
  Used Dev Size : 10477568 (9.99 GiB 10.73 GB)    #校驗數據容量
   Raid Devices : 3  #
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Tue Jun 20 21:49:55 2017
          State : clean 
 Active Devices : 3    #raid硬盤數
Working Devices : 4    #總硬盤數
 Failed Devices : 0    #損壞硬盤數
  Spare Devices : 1    #備用硬盤數

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K   #分散在硬盤中的塊大小，不指定默認為512KB

           Name : centos6.9:2  (local to host centos6.9)
           UUID : e33c123d:e4598fda:c6b15be6:7cc8cf29   #uuid
         Events : 18

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       32        0      active sync   /dev/sdc  #成員
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        2      active sync   /dev/sde

       3       8       80        -      spare   /dev/sdf       #空閑備份硬盤 
       #空閑盤，不用來儲存數據，在其中一塊raid硬盤出現問題后自動頂替并通過運算恢復數據

2.5 有容錯性的raid實驗其容錯性，這里以raid5來實驗。

[root@centos6.9 raid]#echo 11111 >  11   #創建一個文件，在里面寫入11111
[root@centos6.9 raid]#cat 11   #查看文件
11111

[root@centos6.9 ~]#mdadm /dev/md2 -f /dev/sdc    #把sdc標記為損壞

[root@centos6.9 ~]#mdadm -D /dev/md2    #查看md2狀態，因為信息過多，所以這里只顯示硬盤的狀態
 Active Devices : 3
Working Devices : 4   
 Failed Devices : 1   #這里顯示有一個損壞的硬盤
  Spare Devices : 0   #沒有空閑的硬盤了
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       80        0      active sync   /dev/sdf     #sdf已經替換了sdc
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        2      active sync   /dev/sde

       0       8       32        -      faulty   /dev/sdc  #sdc被標記為壞掉的
[root@centos6.9 raid]#cat 11  #看看數據有沒有丟失
11111  #數據沒有問題

2.6 移除和添加硬盤，我這里添加了一塊硬盤sdg

[root@centos6.9 raid]#mdadm /dev/md2 -r /dev/sdc     #把上面實驗標記為損壞的sdc從md2中移除
mdadm: hot removed /dev/sdc from /dev/md2
[root@centos6.9 raid]#mdadm -D /dev/md2     #查看md2的狀態
/dev/md2:
        Version : 1.2
  Creation Time : Tue Jun 20 21:49:02 2017
     Raid Level : raid5  
     Array Size : 20955136 (19.98 GiB 21.46 GB)
  Used Dev Size : 10477568 (9.99 GiB 10.73 GB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 3   #這里的總硬盤數只有三個
          State : clean 
 Active Devices : 3
Working Devices : 3
 Failed Devices : 0   #沒有損壞硬盤
  Spare Devices : 0
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       80        0      active sync   /dev/sdf   
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        2      active sync   /dev/sde    #沒有sdc的信息了
       

[root@centos6.9 raid]#mdadm  /dev/md2  -a /dev/sdg   #把sdg添加到md2中
[root@centos6.9 raid]#mdadm -D /dev/md2   #查看md2的信息，有省略
/dev/md2：
   Raid Devices : 3  
  Total Devices : 4   #總硬盤數
          State : clean 
 Active Devices : 3    
Working Devices : 4    #總硬盤數
 Failed Devices : 0    #損壞硬盤數
  Spare Devices : 1    #有一個備用盤
           Name : centos6.9:2  (local to host centos6.9)
           UUID : e33c123d:e4598fda:c6b15be6:7cc8cf29
         Events : 39

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       80        0      active sync   /dev/sdf
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        2      active sync   /dev/sde

       5       8       96        -      spare   /dev/sdg   #sdg為備份盤

如果想要擴展只想raid硬盤的盤數用：

[root@centos6.9 raid]#mdadm -G /dev/md2 -n 4 -a /dev/sdg     

    Update Time : Tue Jun 20 22:48:47 2017
          State : clean, reshaping 
 Active Devices : 4  #raid盤數 
Working Devices : 4  #總盤數
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0  #沒有備份盤
 Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       80        0      active sync   /dev/sdf
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        2      active sync   /dev/sde
       5       8       96        3      active sync   /dev/sdg   #不會把sdg添加為備用盤，直接參與數據儲存

2.7 停用、啟動raid設備

[root@centos6.9 ~]#mdadm -D -s >> /etc/mdadm.conf   #在創建好raid設備后一定要，把配置寫入文件，否則無法啟動
[root@centos6.9 ~]#cat /etc/mdadm.conf  #查看文件
ARRAY /dev/md2 metadata=1.2 name=centos6.9:2 UUID=cbb20529:52eced42:77605adf:0a416662


[root@centos6.9 ~]#mdadm -S /dev/md2  #停用raid設備md2
mdadm: stopped /dev/md2
[root@centos6.9 ~]#mdadm -D /dev/md2  #再來查看md2的信息
mdadm: cannot open /dev/md2: No such file or directory   #提示沒有這個目錄或文件，無法打開
[root@centos6.9 ~]#mdadm -A -s  /dev/md2   #啟用設備
mdadm: /dev/md2 has been started with 4 drives.  #啟動成功
[root@centos6.9 ~]#mdadm -D /dev/md2    #查看md2的狀態
/dev/md2:   
        Version : 1.2                                   #可以查看了
  Creation Time : Tue Jun 20 23:02:38 2017
     Raid Level : raid5
     Array Size : 31432704 (29.98 GiB 32.19 GB)
  Used Dev Size : 10477568 (9.99 GiB 10.73 GB)
   Raid Devices : 4
  Total Devices : 4                                     
#省略......
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       80        0      active sync   /dev/sdf
       1       8       48        1      active sync   /dev/sdd
       2       8       64        2      active sync   /dev/sde
       4       8       96        3      active sync   /dev/sdg

注：如果沒有寫配置文件可以用下面的命令來強制啟動,但會丟失一些配置信息

mdadm –R /dev/md2

2.8 刪除raid設備

  • 1.先用umont取消設備掛載
  • 2.停止raid設備
  • 3.刪除/etc/fstab里掛載信息和/etc/mdadm.conf文件里的配置行
  • 4.刪除每個磁盤的raid信息： mdadm --zero-superblock /dev/sdd
    注：如果不用第4步的命令，直接格式化硬盤，raid信息會清除不干凈有殘留，重啟之后設備會重新創建。
最后編輯于 ：
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明：文章內容（如有圖片或視頻亦包括在內）由作者上傳并發布，文章內容僅代表作者本人觀點，簡書系信息發布平臺，僅提供信息存儲服務。

推薦閱讀更多精彩內容

  • 獨立磁盤冗余數組（RAID, Redundant Array of Independent Disks）簡稱硬盤陣...
    yekai閱讀 4,949評論 0贊 14
  • 介紹一個新概念，RAID，這也是大學的時候的學的東西了，一直很少在工作中使用，有點忘記，今天復習更新一下。分享給大...
    若與閱讀 4,770評論 0贊 6
  • 一．RAID定義 RAID(Redundant Array of Independent Disk 獨立冗余磁盤陣...
    小艾QQD閱讀 550評論 0贊 1
  • 這是第幾本東野圭吾的書呢？每一次看他的書都像這本一樣，迫不及待的在一兩天之內看完。哪怕是最厚的《白夜行》我也在...
    祁光96閱讀 472評論 0贊 1
  • 我是日記星球270號星寶寶素梅—素食者王繼梅，正在參加日記星球21天蛻變之旅，這是我的第9篇原創日記，堅持每天一篇...
    素梅1素食者王繼梅閱讀 315評論 0贊 0