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[Linux实用命令]-9-磁盘阵列(RAID)实例详解

这篇文章介绍几种常用的磁盘阵列技术（Raid0、Raid1、Raid4、Raid5、Raid10、Raid01），演示如何在CentOS7环境下使用mdadm命令去创建和维护磁盘阵列；RAID又称“廉价磁盘冗余阵列”，可以使用硬件和软件两种方式来实现，硬件RAID可以参考购买硬件时附带的参考手册，设置方法与软件RAID有差异；现如今软件RAID大多用作研究和熟悉RAID的工作方式。

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Raid有"廉价磁盘冗余阵列"的意思，就是利用多块廉价的硬盘组成磁盘组，让数据分部储存在这些硬盘里面，从而达到读取和写入加速的目的；也可以用作数据的冗余，当某块硬盘损毁后，其他硬盘可以通过冗余数据计算出损坏磁盘的数据，这样就提高了数据储存的安全性。

Raid0数据储存方法如下（假设有两块硬盘D1、D2）:

特点：数据被并行写入每个磁盘，每个磁盘都保存了完整数据的一部分，读取也采用并行方式，磁盘数量越多，读取和写入速度越快。因为没有冗余，一个硬盘坏掉全部数据丢失。至少两块硬盘才能组成Raid0阵列。

容量：所有硬盘之和。

Raid1数据储存方法如下（假设有两块硬盘D1、D2）:

特点：有数据冗余，可靠性强，D1、D2被写入相同的数据，其中D2可以作为D1的完整备份。读取时，从两块硬盘上并行读取，写入慢，读取快。任何一块硬盘坏掉不会丢失数据，至少两块硬盘并且两块硬盘大小相等才能组成Raid1阵列。

容量：所有硬盘容量之和的一半（一半写数据，一半用来做备份）。

Raid4数据储存方法如下（假设有三块硬盘D1、D2、D3）:

特点：有数据冗余校验，可靠性强。其中任何一块硬盘坏掉都不会引起数据丢失，D1丢失时，D3根据校验和以及D2的数据进行逆运算，计算出D1的数据。但当写入大量数据时校验盘D3会是一个数据瓶颈，导致写入慢。只有当两块磁盘同时丢失时，数据才无法恢复。至少三块硬盘并且磁盘大小应该相等才能组成Raid4阵列（不常用）。

容量：所有硬盘容量之和减去其中一块硬盘的容量。

Raid5数据储存方法如下（假设有三块硬盘D1、D2、D3）:

特点：采用奇偶校验，可靠性强，磁盘校验和被散列到不同的磁盘里面，增加了读写速率。只有当两块磁盘同时丢失时，数据才无法恢复，至少三块硬盘并且硬盘大小应该相等才能组成Raid5阵列。

容量：所有硬盘容量之和减去其中一块硬盘的容量，被减去的容量被分配到三块硬盘的不同区域用来存放数据校验信息。

Raid10（Raid1+Raid0）是现在比较常用的一种磁盘阵列级别，它的容错好，读写数据效率较高，但经费相对也较高。

Raid10数据储存方法如下（假设有四块硬盘D1、D2、D3、D4）:

特点：备份和并发式存取数据，可靠性强。D1、D2组成一个阵列Raid1，其中D1是数据盘，D2是备份盘；D3、D4也组成一个Raid1，其中D3是数据盘,D4是备份盘；在这个基础上将D1、D2作为一个整体，将D3、D4也作为一个整体，这两个整体之间再组成一个Raid0阵列。这样不仅仅读取数据会非常快，并发写入的速度也会随着磁盘的增多而变快。至少四块硬盘并且每块硬盘大小应该相等才能组成Raid10阵列。

容量：所有硬盘容量之和的一半（一半写数据，一半用来备份数据）。

Raid01数据储存方法如下（假设有四块硬盘D1、D2、D3、D4）:

特点：D1、D2组成一个阵列Raid0，D3、D4也组成一个阵列Raid0，D1、D2和D3、D4再组成一个Raid1。D1和D2作为数据盘阵列，D3和D4作为数据备份阵列，这种方式并不常用，至少四块硬盘并且每块硬盘大小应该相等才能组成Raid01阵列。

容量：所有硬盘容量之和的一半。

这一部分通过Linux上的mdadm命令来实现Raid10磁盘阵列。

实验环境为一台安装了5块硬盘的计算机，操作系统是CentOS7，除系统所在硬盘(/dev/sda)外，其余四块20G的硬盘盘符分别为（/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde）；

主要用到的命令：mdadm；

CentOS7中mdadm默认已安装，如果没有安装，可以使用yum在线安装，如下：

到这里，实验的准备工作完成。

新创建的磁盘阵列默认是不能开机自启动的，需要手动创建一个配置文件，让系统在启动的时候自动启动Raid(经过测试，CentOS7并不需要创建这个配置文件，如果重启后磁盘阵列没有随机启动，请使用下面的方法配置一次)：

可以在创建RAID的时候指定有几块冗余磁盘，当工作磁盘出现故障的时候，冗余磁盘自动启动，顶替出现故障的磁盘继续工作，请看下面的实例：

下面手动将一块磁盘标记为故障，看看冗余盘是否起作用：

假如/dev/sdc经过测试后发现没有问题，想要重新加入md0使用，可以在系统重启后，使用"mdadm /dev/md0 -a /dev/sdc"命令将它重新（添加）启用。

如果以后，想要加入一块新硬盘到这个raid10里作为备份盘，这块新硬盘需要和其他硬盘（或分区）保持相同的大小，然后使用下面的命令添加：

要想彻底清除RAID以及数据，请使用下面的方法：

什么是raid,如何在linux系统中实现

应用场景

Raid大家都知道是冗余磁盘的意思（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），可以按业务系统的需要提供高可用性和冗余性，目前市面上比较常见的是通过服务器的raid阵列卡来实现此功能。

通过硬件阵列卡实现raid具有可靠性高，性能好等特点，但是对于一般的企业而言硬件阵列卡固然好，如果大规模应用的话动辄几千上万的费用也不是他们所能承受的，难道就没有既能保证数据安全，又能减少费用支持的IT方案吗？当然有，软raid就可以实现这一需求。

实现步骤

软raid比较依赖操作系统，所以他的劣势也显而易见，需要占用系统资源（主要是CPU资源）。目前在Linux和windows下软raid都比较常见了，Linux是通过mdadm实现的，windows下则在win2003之后通过磁盘管理来实现。

实验环境

一台centos 7.2 VM，主机名分别为host1，host1上挂载两块50G的数据盘，我们的实验就在这两块数据盘上完成。

P.S:需要强调的是生产环境下两块组raid的硬盘必须是同品牌同型号同容量的，否则极容易出现软raid失效的情况。

1.确认操作系统是否安装了mdadm软件

[root@host1 ~]# rpm -qa |grep mdadm

mdadm-3.3.2-7.el7.x86_64

2.对两块数据盘进行分区，并设置分区类型为raid

fdisk命令只能对容量在2T以下的硬盘进行分区，如果超过2T则需要使用parted工具了。Parted命令以后会介绍使用方法，本节不赘述了。

在fdisk下raid的分区类型代码是fd，在parted工具下首先需要使用mklabel将磁盘格式由MBR改成GPT，然后才能使用mkpart命令进行分区，分完区之后使用set设置分区flag为raid即可。

3.使用mdadm命令创建raid1

可以看到创建时有个Note的提示，是说软raid不能当启动设备，这就是软raid比较鸡肋的地方了。

mdadm -C /dev/md0 -ayes -l1 -n2 /dev/xvd[b,c]1

命令说明：

-C创建阵列;

-a同意创建设备，如不加此参数时必须先使用mknod 命令来创建一个RAID设备，不过推荐使用-a yes参数一次性创建;

-l阵列模式;

-n阵列中活动磁盘的数目，该数目加上备用磁盘的数目应该等于阵列中总的磁盘数目;

/dev/md0阵列的设备名称，如果还有其他阵列组可以以此类推；

创建完成后可以使用cat /proc/mdstat查看阵列状态：

下图中第一次查看的时候提示resync完成了95.7%，第二次查询的时候两块盘才真正同步完。

也可以使用mdadm -D /dev/md0查看阵列组的状态

4.创建md0的配置文件

echo DEVICE /dev/sd{a,b}1  /etc/mdadm.conf

mdadm -Evs  /etc/mdadm.conf

mdadm运行时会自动检查/etc/mdadm.conf 文件并尝试自动装配，因此第一次配置raid后可以将信息导入到/etc/mdadm.conf 中。

5.使用/dev/md0

在/dev/md0上创建文件，然后挂载进行使用。

mkfs.ext4 /dev/md0

如何在linux下做软raid

在虚拟机系统中添加一块10g的硬盘为sdb，将硬盘分5个逻辑盘分别是sdb{5,6,7,8,9}，每个盘的大小是1G。

首先利用其中三块硬盘sdb{5,6,7}建立raid5，sdb8为热备盘。

然后将sdb6作为故障盘下线，之后拔出sdb6，插入新的盘sdb9。

命令如下：mdadm

-C

/dev/md0

-l5

-n3

-x1

/dev/sdb{5,6,7,8}

通过上面命令建立了使用空间为2G的raid5。盘符为/dev/md0

查看建立结果的方法有两种：

1.

mdadm

--detail

/dev/md0

2.

cat

/proc/mdstart

常用的raid的等级有0,1,5,6,10定义等级只需修改-l()的值即可

做故障测试的命令：mdadm

--manage

/dev/md0

-f

/dev/sdb6

-r

/dev/sdb6

-a

/dev/sdb9

其中-f==--fail

-r==--remove

-a=--add。

通过挂载和编辑开机启动fstab文件即可实现长挂载，但是如果删除建立的raid则需要卸载后用到

命令：mdadm

-S

/dev/md0

将raid停掉之后，再删除各个磁盘。其中-S=--stop

linux 怎么查看raid做的 是几？

1、首先，连接相应linux主机，进入到linux命令行状态下，等待输入shell指令。

2、其次，在linux命令行中输入：cat /proc/scsi/scsi。

3、键盘按“回车键”运行shell指令，此时会看到rain做的是1.0。