RAID独立硬盘冗余阵列

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RAID

独立硬盘冗余阵列(RAID, Redundant Array of Independent Disks),旧称廉价磁盘冗余阵列(Redundant Array of Inexpensive Disks),简称磁盘阵列。利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来,成为一个或多个硬盘阵列组,目的为提升性能或数据冗余,或是两者同时提升。RAID 层级不同,数据会以多种模式分散于各个硬盘,RAID 层级的命名会以 RAID 开头并带数字,例如:RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 7、RAID 01、RAID 10、RAID 50、RAID 60。每种等级都有其理论上的优缺点,不同的等级在两个目标间获取平衡,分别是增加数据可靠性以及增加存储器群)读写性能。

RAID功能实现

  • 提高IO能力
  • 提高耐用性
  • 磁盘冗余备份

RAID实现的方式 服务器装系统之前必须装raid

  • 直通模式:不使用 raid技术,直连主板
  • raid模式:使用 raid 卡将多块硬盘组成硬盘组使用
  • 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

RAID的级别

RAID0

因为读写时都可以并行处理,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。

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RAID1

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。

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RAID5

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。(RAID4 将校验位全都放在一个盘上,而RAID5均匀分散在几个盘里)

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RAID10

将n块盘两两镜像后,再组合成一个RAID0

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RAID对比

以硬盘组成以下raid阵列,对比raid阵列实际容量、可以损坏几块盘、读写能力是否提升。

raid阵列raid0raid1raid5raid10
需要几块盘提升性能至少2块(实际只要 1块也可以做raid0)2n[3,正无穷] n =32n n>=2
实际容量原始一样,原始多少raid就是多少百分之50n-150%
可损坏磁盘数量01组只能坏1块12,坏两块盘有3分之一的概率掉数据
备份功能没有
读的能力提升提升提升提升
写的能力提升否略有下降否略有下降提升

阵列卡

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卡对应的raid功能不同。

硬件RAID

要看RAID卡,看RAID卡的支持级别。
步骤

  1. 出现提示按CTRL+R进入 image.png
  2. 进入到控制界面 image.png
  3. 查看raid卡信息ctrl+n 切换目录界面到properties image.png
  4. 移动光标到SAS3180(Bus 0x03,Dev 0x00)。按F2,选择create Virtual Drive image.png
  5. 进入到RAID界面,TAB键切换光标位置 image.png
  6. 选择RAID类别 image.png
  7. 图示为RAID1,上下键选择要用的硬盘,按Enter确认 image.png
  8. 光标移到ok确认 image.png
  9. 设置全局热备,选中待设置的硬盘,按“F2”,在弹出的菜单中选择Make Global HS。如果要删除,选择菜单中的Remove Hot Spare drive即可。 image.png
  10. 返回到CU主界面中,按右箭头展开折叠信息查看详细配置情况。确认没问题后,光标移动到Virtual Drives确定,选择Start开始。 image.png
  11. 如果硬盘是Foreign状态,则需要在Foreign Config中选择Clear。

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硬盘状态

显示状态含义
ready新硬盘,可直接使用
Online表示该硬盘已经加入RAID
Global Hot Spare表示该硬盘为全局热备盘
Dedicated Hot Spare表示该硬盘为局部热备盘
Unconfigured Good/bad表示该硬盘为空闲硬盘(未加入RAID、也未设置为热备盘)
foreign外来设备残留上一家的raid

软件RAID

mdadm工具: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 RAID设备可命名 为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3(要按顺序取,否则会报错)等。

mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>

命令 模式 阵列名字(md0) 选项 选择/dev/sdb /dev/sdd

选项作用选项作用
-C创建模式-c指明块大小,单位k
-A装配模式-D或--detail显示raid的详细信息
-F监控模式-v显示过程
-a管理模式:添加磁盘-l指明要创建的RAID的级别
-r管理模式:移除磁盘-n使用多少个块设备来创建此RAID
-f管理模式:标记指定磁盘为损坏-x指明热备盘的个数

建立raid5

  1. 创建软raid

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  1. 建立文件系统

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  1. 挂载

image.png

生成配置文件:

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

停止设备:

mdadm -S /dev/md0 要先解挂载

激活设备:

mdadm -A -s /dev/md0

强制启动:

mdadm -R /dev/md0

删除raid信息:

mdadm --zero-superblock /dev/sdb1