RAID阵列的实现

hk8lo

RAID阵列的组成原理：

   1.RAID：Redundant Arrays of Independent Disks 独立冗余磁盘阵列
          1）提高IO能力，提高耐用性
          2）级别：即多块磁盘组织在一起的工作方式不同
          3）RAID实现的方式：
                      外接式磁盘阵列：通过扩展适配器提供适配能力
                      内接式RAID（软RAID）：主板集成RAID控制器
          4）RAID的级别：
                      RAID-0：条带卷
                      RAID-1:镜像卷
                      ...
                      RAID-5:校验码存盘
                      RAID10:从底层开始先镜像，后条带（企业专用）
                      RAID01:从底层开始先条带，后镜像
                      JBOD:简单的将多个盘连接成一个大盘的技术
   2.RAID-0:
   读、写性能提升；
   可用空间：N*min(S1,S2,...)
   无容错能力
   最少磁盘数：2, 2+
     RAID-1：
   读性能提升、写性能略有下降；
   可用空间：1*min(S1,S2,...)
   有冗余能力
   最少磁盘数：2, 2+
  RAID-4：
   1101, 0110, 1011
  RAID-5：
   读、写性能提升
   可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)
   有容错能力：1块磁盘
   最少磁盘数：3, 3+
  RAID-6：
   读、写性能提升
   可用空间：(N-2)*min(S1,S2,...)
   有容错能力：2块磁盘
   最少磁盘数：4, 4+
  
  混合类型
   RAID-10：
    读、写性能提升
    可用空间：N*min(S1,S2,...)/2
    有容错能力：每组镜像最多只能坏一块；
    最少磁盘数：4, 4+
   
   JBOD：Just a Bunch Of Disks
    功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用；
    可用空间：sum(S1,S2,...)

软RAID的实现原理及相关命令的介绍
   1.内核中有个模块md：multidisks，借此实现了软RAID
   2.这个模块有其特有的管理工具：mdadm。
     这是个模式化的工具，首先它的语法格式为：
     mdadm [mode] [raiddevice] [options] <component-devices>
    支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10;
    模式：
      创建：-C
      装配: -A
      监控: -F
      管理：-f, -r, -a
     <raiddevice>: /dev/md#
     <component-devices>: 任意块设备

     -C: 创建模式
      -n #: 使用#个块设备来创建此RAID；
      -l #：指明要创建的RAID的级别；
      -a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；
      -c CHUNK_SIZE: 指明块大小；
      -x #: 指明空闲盘的个数；
   
     -D：显示raid的详细信息；
      mdadm -D /dev/md#
     管理模式：
      -f: 标记指定磁盘为损坏；
      -a: 添加磁盘
      -r: 移除磁盘
     观察md的状态：
      cat /proc/mdstat
     停止md设备：
      mdadm -S /dev/md#
    watch命令：
     -n #: 刷新间隔，单位是秒；
     watch -n# 'COMMAND'                           

软RAID实践操作：
1.首先我们要准备4个分区，其中三个用于RAID5的组成部分，剩余一个用于做空闲的RAID磁盘，防止RAID5中一块硬盘发生错误时，能够及时的顶替上。
[iyunv@localhost ~]# fdisk /dev/sda
Command (m for help): n
First cylinder (8513-15665, default 8513): 5
Value out of range.
First cylinder (8513-15665, default 8513):
Using default value 8513
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (8513-15665, default 15665): +5G

Command (m for help): t
Partition number (1-7): 5
Hex code (type L to list codes): fd
Changed system type of partition 5 to fd (Linux raid autodetect)

Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 128.8 GB, 128849018880 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 15665 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0008ea5a
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          26      204800   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              26        7859    62914560   8e  Linux LVM
/dev/sda3            7859        8512     5252256   fd  Linux raid autodetect
/dev/sda4            8513       15665    57456472+   5  Extended
/dev/sda5            8513        9166     5253223+  fd  Linux raid autodetect
/dev/sda6            9167        9820     5253223+  fd  Linux raid autodetect
/dev/sda7            9821       10474     5253223+  fd  Linux raid autodetect
通过以上命令准备好我们将要使用的分区
[iyunv@localhost ~]# partx -a /dev/sda

2.接着我们就要创建RAID5了
   [iyunv@localhost ~]# mdadm -C /dev/md0 -a yes -n 3 -x 1 -l 5 /dev/sda{3,5,6,7}
  查看系统中的md设备
   [iyunv@localhost ~]# cat /proc/mdstat
   在这个过程中会做recovery的过程，起作用是
    要对raid的磁盘做按位对齐处理，使得raid有冗余能力，能够做按位异或处理
  这样我们的硬件设备就处理好了，接着就要进行格式化处理
  [iyunv@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/md0
  进行挂载
  [iyunv@localhost ~]# mkdir /mydata
  [iyunv@localhost ~]# mount /dev/md0 /mydata
  查看创建的相关信息
  [iyunv@localhost ~]# df -lh
  [iyunv@localhost ~]# blkid /dev/md0
  这样一个完整的，有工作能力的RAID5就完成了
2.如果我们人为地破坏其中一个分区，那么会有什么情况发生呢？
   [iyunv@localhost ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sda7
   此时RAID会自动进行同步恢复的，查看命令为：
   [iyunv@localhost ~]# cat /proc/mdstat
   如果想要动态的查询，则可使用watch命令
   [iyunv@localhost ~]# watch -n 1 `cat /proc/mdstat`
   此时再查看此RAID，会发现此时坏了的硬盘已经被空闲盘替换上了
   [iyunv@localhost ~]# mdadm -D /dev/md0
   注意，此时的RAID5仍然可以容纳一块硬盘发生损坏，此时为降级使用RAID设备
   [iyunv@localhost ~]# mdadm /dev/md0 -r /dev/sda6
3.在已经设定好的RAID上在家硬盘，那么只能作为空闲盘来使用，要使其成为RAID5中的一部分，需要使用grow自命令，但在此处就不再赘述了，毕竟不是很重要！