Linux -RAID

时间:2023-03-08 16:06:07

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  硬盘类型     速度
  SATA  <150M/s
  SCSI <200M/s
  SAS 200M/s左右
  SSD固态硬盘   500M/s左右

磁盘的缺陷就是:I/O性能极差,稳定性极差

RAID(Redundant Array of Independent Disks)

速度:读写速度的提升

磁盘使用率:多磁盘的空间使用率

冗余性: 能够支持几块磁盘损坏而不丢失数据

RAID一共有7个级别,分别是RAID0~RAID6 ,但常用的RAID级别主要是以下四种:

RAID0:提高读写性能

RAID1:提高读写性能、冗余性

RAID5:提高读写性能、冗余性(允许1块硬盘发生故障)

RAID6:提高读写性能、冗余性(运行2块硬盘发生故障)

1.RAID0 至少需要2块硬盘

Linux -RAID

①空间利用率:所有硬盘空间之和

②性能:所有硬盘读写速度之和

③冗余能力:无

读写数据的时候是将数据分开读写到多块硬盘上,所以其读写速度是最快的,但是因为多块硬盘上保存了数据的一部分,所以当一块硬盘发生损坏时,其整个RAID的数据也就损坏了

2.RAID1 至少需要2块硬盘

Linux -RAID

①空间利用率:所有磁盘中最小的那块(其实在使用RAID时,最好每块硬盘的大小及型号都一样)

②性能:读性能是所有硬盘之和,写性能有所减弱

③冗余能力:只要有一块硬盘正常,数据就正常

同于RAID0了,RAID1在写数据时会将数据复制到多块硬盘上,即每块硬盘都会保存该数据的一个备份,在读数据时,以提高冗余性。读的时候同时从多块硬盘上读取数据,以提高读的性能

3.RAID5 少需要3块硬盘

①空间利用率:1 - 1/nLinux -RAID

②性能:读性能接近RAID0,写性能相比RAID0要弱一些

③冗余能力:可以接受1块硬盘的损坏

RAID5与RAID0类似,读写数据的时候会将数据分布的读写到所有硬盘上。但是在写数据的时候RAID5会对数据进行奇偶校验运算,并将校验信息也保存在了硬盘上,所以即使我们其中一块硬盘发生了损坏,RAID5也能通过其他硬盘以及校验信息对数据进行恢复使用。但是如果2块或者2块以上的硬盘发生了损坏,整个数据也就损坏了。

4.RAID6 至少需要4块硬盘

Linux -RAID

RAID6与RAID5相类似,读写数据的时候会将数据分布的读写到所有硬盘上。在写数据的时候RAID5会对数据进行奇偶校验运算,并将校验信息也保存在了硬盘上,但是RAID6会比RAID5多保存一份校验信息,所以RAID6的冗余性比RAID5就有所提升,可以允许2块硬盘发生损坏。

①空间利用率:1 - 2/n

②性能:读性能接近RAID5,写性能相比RAID5还要弱一些

③冗余能力:可以接受2块硬盘的损坏

RAID级别           速度   冗余性     磁盘利用率  
  RAID 0       读写速度均有提升   0   所有磁盘之和
  RAID 1     读速度有提示   n   一个磁盘大小
  RAID 5     读写速度均有提升       1   1-1/n
  RAID 6     读写速度均有提升   2   1-2/n

Linux操作系统的软件RAID是通过mdadm 这个程序来实现的,使用Linux下的 mdadm 这个软件需要注意的几点:

①mdadm 支持的RAID级别有:RAID0、RAID1、RAID4、RAID5以及RAID6。我们看到对于常用的四种RAID级别,mdadm都能够支持

②mdadm 可以基于多块硬盘、分区以及逻辑卷来创建RAID。对于硬件实现RAID来说,就只能是基于多块硬盘了

③创建好的软件RAID对应于 /dev/mdn,n表示的是第几个RAID,如第一个创建的RAID对应 /dev/md0, 第二个创建的RAID就对应 /dev/md1,当然这个名字是可以自己随便取的

④RAID的信息保存在 /proc/mdstat 文件中,或者通过 mdadm 命令来查看

mdadm 这个命令来创建软件RAID的语法格式:

创建RAID 0:  mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdb /dev sdc
创建RAID 1:    mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc

创建RAID 5:    mdadm -C /dev/md2 -a yes -l 5 -n 3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

创建RAID 6:    mdadm -C /dev/md3 -a yes -l 6 -n 4 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

① -C  创建一个新的RAID  我们这里就是创建第一个RAID,名字叫做 /dev/md0

② -a  自动创建对应的设备  yes表示会自动在/dev下创建该RAID设备

③ -l  指定要创建的RAID级别  0我们这里创建RAID 0

 -n  指定硬盘数量  2表示使用2块硬盘来创建这个RAID0,分别是 /dev/sdb 和 /dev/sdc

我们也可以使用 -x 参数来指定一个备份磁盘,备份磁盘一般不使用,当出现一个磁盘故障的时候,指定的备份磁盘可以自动上线工作:

mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

mdadm -D 这个命令来查看刚创建的RAID的详细信息
或者来查看 /proc/mdstat 这个文件来查看RAID的信息 RAID的信息保存到 /etc/mdadm.conf 这个文件里,这样在下次操作系统重新启动的时候,系统就会自动加载这个文件来启用我们的RAID
mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf

使用RAID 0这个设备来对其进行文件系统格式化和挂载使用
mkfs.ext4 /dev/md0 
mount /dev/md0 /mnt

通过 mdadm -S 这命令来关闭我们的 RAID ,当然在关闭RAID之前,我们需要先卸载掉RAID
umount /mnt
mdadm -S /dev/md0  通过 mdadm --zero-superblock 这个命令即可,但是我们首先必须要停止我们的RAID,即使用 mdadm -S 命令。例如我要将刚才创建的RAID 0 的两块硬盘完全移除,就可以使用如下命令:
mdadm -S /dev/md0
mdadm --zero-superblock /dev/sdb
mdadm --zero-superblock /dev/sdc

试验:

创建一个 RAID 5
mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd
cat /proc/mdstat
mdadm 命令来模拟RAID故障,通过 mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd 命令

mdadm -D /dev/md0查看信息
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdd 来移除这块硬盘

换上新的硬盘,使用 mdadm /dev/md0 -a /dev/sde 这个命令

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