Linux中服务器硬件及RAID配置（包含RAID5实操！）

Linux中服务器硬件及RAID配置

一、RAID磁盘阵列

1.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）

• 常用的RAlD级别

  RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0等

1）RAID 0（条带化存储）

1. 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。

2. RAID 0只是单纯的提高性能，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

3. RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合

   N块硬盘并行组合成一个新的逻辑盘，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。
   

2）RAID 1（镜像存储）

1. 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

2. 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

3. 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。

   

3）RAID 5（当前生产环境中用的最多的，比较重要）

1. N(N≥3)块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份校验数据，共N份数据在N块盘上循环均衡存储

2. 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

3. （N-1）/N 磁盘利用率

4. 可靠性高，允许坏一块盘，不影响所有数据

   RAID5数据写入会根据算法分成3部分，然后写入这3块硬盘，写入的同时还会在这3块硬盘上写入校验信息，当读取写入的数据的时候会分别从3块硬盘上读取数据内容，再通过检验信息进行校验。当其中有1块硬盘出现损坏的时候,就从另外2块硬盘上存储的数据可以计算出第3块硬盘的数据内容。也就是说raid5这种存储方式只允许有一块硬盘出现故障，出现故障时需要尽快更换。当更换故障硬盘后，在故障期间写入的数据会进行重新校验。 如果在未解决故障又坏1块，那就是灾难性的了。（P代表校验数据）
   

4）RAID 6（两个盘写校验数据）

1. N（N≥4）块盘组成阵列，（N-2）/N 磁盘利用率

2. 与RAID 5相比，RAID 6增加了第二块独立的奇偶校验信息块

3. 两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用

4. 相对于RAID 5有更大的“写损失”，因此写性能较差

5）RAID 1+0(先做镜象，再做条带)

1. N (偶数，N>=4)块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0

2. N/2磁盘利用率

3. N/2块盘同时写入，N块盘同时读取

4. 性能高，可靠性高

6）RAID 0+1(先做条带，再做镜象)

1. N (偶数，N>=4)块盘两两做出条带后，再组合成一个RAID 1
2. 读写性能与RAID 10相同
3. 安全性低于RAID 10

7）RAID0、RAID1、RAID5、RAID6对比

RAID级别	硬盘数量	硬盘利用率	是否有校验	保护能力	写性能
RAID0	N	N	无	无	单个硬盘的N倍
RAID1	N(偶数)	N/2	无	允许一个设备故障	需写两对存储设备，互为主备
RAID5	N≥3	(N-1)N	有	允许一个设备故障	需写计算校验
RAID6	N≥4(偶数)	N/2	无	允许两个基组各坏一个	N/2块盘同时写入

二、阵列卡简介

• 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

三、构建软RAID磁盘阵列（RAID5）

1.先检查创建环境

即查看mdadm软件包是否已安装

2.新增硬盘

需要先关闭虚拟机，然后编辑虚拟机，选择添加，添加硬盘（除了容量自选其他都使用默认值），添加4块硬盘以后可看到硬件下方多出四块硬盘，然后“确定”。开启虚拟机，用Xshell连接至虚拟机。

3.使用fdisk -l查看磁盘分区情况

4.分区管理

把4个盘分区类型都更改为RAID，下方是其一，另外3个操作相同

5.查看分区类型

6.创建RAID5

使用cat /proc/mdstat查看RAID5创建进度

7.查看RAID详细信息

8.模拟一个磁盘损坏

测试备用磁盘是否会自动重建

9.使用前必须格式化与挂载

和之前LVM一样，使用必须经过的步骤

四、mdadm命令

1.命令格式

mdadm [选项] [操作磁盘对象]

2.常用选项及功能

创建RAID5中使用到的选项

-C：表示新建

-v：显示创建过程中的详细信息

/dev/md0：创建RAID5的名称

-a yes：-–auto，表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建，可省略

-l：指定RAID的级别，l5（level5）表示创建RAID5

-n：指定使用几块硬盘创建RAID，n3表示使用3块硬盘创建RAID

/dev/sd [bcd]1：指定使用这三块磁盘分区去创建RAID，作为活跃设备

-x：指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘，x1表示保留1块空闲的硬盘作备用dev/sde1：指定用作于备用的磁盘

其他选项

-r：移除设备

-a：添加设备

-S：停止RAID

-A：启动RAID

例：

mdadm -S /dev/md0 #停止运行此RAID

mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1 #从此RAID中移除磁盘/dev/sdb1

补充：

如果创建RAID 10需要先做镜像再做条带

mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1

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

mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1

查看RAID磁盘详细信息

cat /proc/mdstat  #此命令还能查看RAID创建进度

mdadm -D /dev/md0 #展示RAID详细信息

检查磁盘是否已做RAID

mdadm -E /dev/sd[b-e]1