linux下的软raid

jacky4955

　　在linux中，可以使用软件的方法来实现raid,当然，这种软件方法的实现比不了服务器自带的阵列卡，一般X86服务器上（比如dell R720)上面就可以配一块硬件阵列卡，还可以加缓存，在回写模式下可以加速数据的读写，还有电池，可以保障缓存中的数据在突然断电情况下不丢失。而软raid没有加速和保护的功能，但确实能实现raid。比如常见的raid 0、1、5、10。下面简单介绍一下这几种raid的原理。
　　一、JBOD，这种模式其实不是一种真正的raid.但它能把多个物理磁盘的容量堆叠起来，让它们形成一个逻辑的磁盘，数据在写满一个盘再转到下一个盘。但如果磁盘损坏的话，数据就丢失了，这种模式在企业中使用较少
　　二、raid 0，这是一种不包含数据冗余的raid.至少使用两块硬盘来实现，它不会造成磁盘容量的减少，并且能加速磁盘的读写速度，但是数据的安全得不到保障，如果阵列中的一块硬盘故障，整个阵列中的数据都丢失了。这是一种条带化的技术，比如一个文件100M，而每个条带大小为32K，那么它会以32K为一个单位来分开存储，即每在物理磁盘0上面写32K数据以后，再到物理磁盘1上写32K数据，依此类推。
　　三、raid 1，这是一种镜像的raid技术，至少2块硬盘，磁盘使用率为50%。因为是镜像的，所以磁盘坏一块没有关系，一般用来安装操作系统，读取速度增加，写入速度与一块磁盘持平或者稍慢
　　四、raid 5，带有校验的条带化raid。raid 5没有专门的检验盘，它把数据和检验数据每个盘写一部分，依此类推。磁盘使用率为(n-1)/n，即会少一块磁盘的容量，读写的速度都提高了。在企业中，此技术也使用得比较多，如果损坏一块磁盘，可以使用其他磁盘的校验信息来恢复数据
　　五、raid 10，即raid 1与raid 0的组，有人把raid 10和raid 01说成一种，其实它们也稍有一同，10指的是把这些物理磁盘的做成两个raid 1，再把两个raid 1 组成成一个raid 0。除了磁盘使用率只有一半以后，读、写速度都提高了，然后因为有镜像，数据安全得到保障。
　　使用mdadm来实验软raid
　　在我的实验环境中，有五块磁盘，sda安装了linux，sdb-sde用来做软件raid。
　　mdadm的用法

　　语法：# mdadm  -C  -v  /dev/mdX  -lY  -nZ  -cK  RAID成员
　　-C 即创建一个raid，此种方法将raid的信息写入到superblock中，如果将来重装或者重新启用raid，非常方便
　　-v 显示详细信息
　　/dev/mdX,即指定这个设备为mdX,X一般取值从0－127
　　-l 指定raid的级别，比如0 1 5
　　－n  指定一共有几个设备来构建这个raid，在linux中可以使用磁盘或者一个分区来做为源盘
　　-c 指定条带的大小，默认为64K
　　后面跟着的是组成raid的磁盘的成员，这些成员数目要等于在-n后面指定的数
　　-x 如果是做有检验的raid，比如5，可以指定热备盘，即一个在raid中已经被使用磁盘出现故障后，可以自动替换进raid中
　　在本例中，我使用三个磁盘做一个raid 5，然后把/dev/sde做成一个热备盘，指定条带大小为32K
　　然后把raid 中的/dev/sdd模拟故障，看/dev/sde能否自动替换进去，再查看数据的完整性
　　[root@Centos ~]# mdadm -C /dev/md0 -v -a yes -l 5 -c 32K -n 3 /dev/sd{b,c,d} -x 1 /dev/sde
　　mdadm: layout defaults to left-symmetric
　　mdadm: layout defaults to left-symmetric
　　mdadm: size set to 2096096K
　　mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
　　mdadm: array /dev/md0 started.
　　接下来使用fdisk -l来查看是否有md0这个设备
　　Disk /dev/md0: 4292 MB, 4292804608 bytes
　　2 heads, 4 sectors/track, 1048048 cylinders
　　Units = cylinders of 8 * 512 = 4096 bytes
　　Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
　　I/O size (minimum/optimal): 32768 bytes / 65536 bytes
　　Disk identifier: 0x00000000
　　再接下来，我们查看一下这个md0的相关信息
　　[root@Centos ~]# mdadm -D /dev/md0
　　[root@Centos ~]# mdadm -D /dev/md0
　　/dev/md0:
　　Version : 1.2
　　Creation Time : Wed Mar  522:43:51 2014
　　   Raid Level : raid5
　　Array Size : 4192192 (4.00 GiB 4.29 GB)
　　Used Dev Size : 2096096 (2047.31 MiB 2146.40 MB)
　　Raid Devices : 3
　　Total Devices : 4
　　Persistence : Superblock is persistent
　　Update Time : Wed Mar  5 22:44:162014
　　State : clean
　　Active Devices : 3
　　Working Devices : 4
　　Failed Devices : 0
　　Spare Devices : 1
　　Layout : left-symmetric
　　  Chunk Size : 32K
　　Name : Centos.abc.com:0  (local tohost Centos.corun.com)
　　UUID : 5e6594f3:3ad4713d:1476a99a:3a65e231
　　Events : 18
　　Number   Major   Minor  RaidDevice State
　　0       8       16       0      active sync   /dev/sdb
　　1       8       32       1      active sync   /dev/sdc
　　4       8       48       2      active sync   /dev/sdd
　　3       8       64       -      spare  /dev/sde
　　接下来，我们对/dev/md0进行分区、格式化、挂载
　　fdisk /dev/md0
　　创建一个主分区，大小为全部大小，也就是说为4G
　　fdisk -l  显示这个已经创建的分区名称，还有使用命令显示这个分区的UUID

　　Disk /dev/md0: 4292 MB, 4292804608 bytes
　　2 heads, 4 sectors/track, 1048048 cylinders
　　Units = cylinders of 8 * 512 = 4096 bytes
　　Sector size (logical/physical): 512 bytes /512 bytes
　　I/O size (minimum/optimal): 32768 bytes /65536 bytes
　　Disk identifier: 0x327efd65
　　Device Boot      Start         End     Blocks   Id  System
　　/dev/md0p1              17     1048048    4192128   83  Linux
　　[root@Centos dev]# blkid /dev/md0p1
　　/dev/md0p1: UUID="5876338a-afca-44e9-b9ce-1cee32c22026" TYPE="ext3"
　　[root@Centos dev]# e2label /dev/md0p1 liuqing
　　[root@Centos dev]# blkid /dev/md0p1
　　/dev/md0p1: UUID="5876338a-afca-44e9-b9ce-1cee32c22026" TYPE="ext3" LABEL="liuqing"
　　挂载这个文件系统到/mnt
　　mount UUID=5876338a-afca-44e9-b9ce-1cee32c22026 /mnt
　　在/mnt这个目录中，复制几个文件进来，分别是/etc/inittab /etc/fstab /etc/passwd
　　[root@Centos dev]# cd /mnt
　　[root@Centos mnt]# cp /etc/passwd .
　　[root@Centos mnt]# cp /etc/inittab .
　　[root@Centos mnt]# cp /etc/fstab .
　　[root@Centos mnt]# ls
　　fstab  inittab  lost+found  passwd
　　[root@Centos mnt]#
　　最后面这一部分是要模拟磁盘故障，我们将/dev/sdd模拟故障
　　[root@Centos mnt]# mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdd  --remove /dev/sdd
　　mdadm: set /dev/sdd faulty in /dev/md0
　　mdadm: hot removed /dev/sdd from /dev/md0
　　[root@Centos mnt]# mdadm --detail /dev/md0
　　/dev/md0:
　　Version : 1.2
　　Creation Time : Wed Mar  5 22:43:51 2014
　　Raid Level : raid5
　　Array Size : 4192192 (4.00 GiB 4.29 GB)
　　Used Dev Size : 2096096 (2047.31 MiB 2146.40 MB)
　　Raid Devices : 3
　　Total Devices : 3
　　Persistence : Superblock is persistent
　　Update Time : Wed Mar  5 23:04:46 2014
　　State : clean
　　Active Devices : 3
　　Working Devices : 3
　　Failed Devices : 0
　　Spare Devices : 0
　　Layout : left-symmetric
　　Chunk Size : 32K
　　Name : Centos.corun.com:0  (local to host Centos.corun.com)
　　UUID : 5e6594f3:3ad4713d:1476a99a:3a65e231
　　Events : 38
　　Number   Major   Minor   RaidDevice State
　　0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
　　1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
　　3       8       64        2      active sync   /dev/sde