RAID学习笔记

简介

概述： RAID(Redundant Array of Independent Disks, 独立磁盘冗余阵列)是一种将多个物理硬盘组合成一个逻辑单元的存储技术，旨在提升数据存储的性能、容量和可靠性。通过不同的组合方式（称为RAID级别），RAID可以实现数据冗余、提高读写速度或两者兼顾

基本原理：

• 数据条带化：将数据分割并并行写入多个磁盘，提高读写性能
• 数据镜像：将相同的数据写入两块或多块磁盘，实现数据冗余，提高数据安全性
• 奇偶校验：通过计算校验信息存储在磁盘上，即使某一磁盘发生故障，也能通过校验信息恢复数据

实现方式：

• 硬件RAID：使用专用的RAID控制器卡来管理磁盘阵列，通常提供更高的性能和更多的高级功能，如热插拔、热备盘等
• 软件RAID：由操作系统通过软件方式实现RAID功能，例如linux中的mdadm工具，成本较低，灵活性高，但可能占用更多的cpu资源

RAID级别

RAID 0(条带化)

最少磁盘数： 2

特点： 将数据分割并并行写入多个磁盘，提高读写性能，但不提供数据冗余，任一磁盘故障都会导致数据丢失

RAID 1(镜像)

最少磁盘数： 2

特点： 将相同的数据写入两块磁盘，实现数据冗余，提高数据安全性，但存储利用率为50%

RAID 5(带奇偶校验的条带化)

最少磁盘数： 3

特点： 数据和奇偶校验信息分布在所有磁盘上，提供较好的性能和容错能力，允许一块磁盘故障而不丢失数据

RAID 6(双重奇偶校验)

最少磁盘数： 4

特点： 类似于RAID 5，但增加了第二个奇偶校验块，允许同时两块磁盘故障而不丢失数据，提高了容错能力

RAID 10(RAID1+0)

最少磁盘数： 4

特点： 将RAID 1的镜像和RAID 0的条带化结合，既提供高性能，又具有高数据冗余能力

mdadm使用

安装

sudo yum install mdadm  # 适用于 CentOS/RHEL
sudo apt install mdadm  # 适用于 Debian/Ubuntu

创建软RAID 0

1. 检查两个硬盘是否有超级块：

mdadm -E /dev/sd[b-c]

没有超级块是正常的

这里可以对磁盘进行分区，这样的话可以让分区的磁盘来创建raid设备，而不是将整个裸磁盘来创建raid设备

2. 创建raid设备：

mdadm -Cv /dev/md0 -l raid0 -n 2 /dev/sd[b-c]

• -C：--create，创建
• -v：--verbose，输出详细创建过程的日志
• -l：raid级别
• -n：磁盘数量

3. 验证：

cat /proc/mdstat

状态为active即正确

4. 检查两个磁盘是否有超级块：

mdadm -E /dev/sd[b-c]

有超级块是正常的

5. 查看raid设备详细信息：

mdadm -D /dev/md0

6. 给raid设备创建文件系统：

mkfs.ext4 /dev/md0

7. 挂载raid设备：

mkdir -p /mnt/md0
mount /dev/md0 /mnt/md0

8. 验证：

df -h

9. 配置启动自动挂载：

vim /etc/fstab
# /dev/md0	/mnt/md0	defaults	0 0

# 使用一下命令验证
mount -a

10. 保存raid配置：

如果你想要重启raid设备，这一步是必须的。如果只是重启系统的话，并不会关闭raid设备，所以也可以不用这一步，如果你保证你的raid设备不会被关闭。

mdadm -E -s -v >> /etc/mdadm.conf
cat /etc/mdadm.conf

创建软RAID 10

1. 检查四个硬盘是否有超级块：

mdadm -E /dev/sd[b-e]

没有超级块是正常的

2. 创建raid设备：

mdadm -Cv /dev/md0 -l raid10 -n 4 /dev/sd[b-e]

• -C：--create，创建
• -v：--verbose，输出详细创建过程的日志
• -l：raid级别
• -n：磁盘数量

3. 验证：

cat /proc/mdstat

状态为active即正确

4. 检查四个磁盘是否有超级块：

mdadm -E /dev/sd[b-c]

有超级块是正常的

5. 查看raid设备详细信息：

mdadm -D /dev/md0

6. 给raid设备创建文件系统：

mkfs.ext4 /dev/md0

7. 挂载raid设备：

mkdir -p /mnt/md0
mount /dev/md0 /mnt/md0

8. 验证：

df -h

9. 配置启动自动挂载：

vim /etc/fstab
# /dev/md0	/mnt/md0	defaults	0 0

# 使用一下命令验证
mount -a

10. 保存raid配置：

如果你想要重启raid设备，这一步是必须的。如果只是重启系统的话，并不会关闭raid设备，所以也可以不用这一步，如果你保证你的raid设备不会被关闭。

mdadm -E -s -v >> /etc/mdadm.conf
cat /etc/mdadm.conf

删除软RAID设备

1. 卸载raid设备：

umount /dev/md0

2. 关闭raid设备：

mdadm -S /dev/md0

3. 卸载raid设备中的所有磁盘：

mdadm --misc --zero-superblock /dev/sd[b-c]

使用loop设备创建raid

1. 创建几个用于模拟磁盘的文件：

mkdir -p /raid-test
cd /raid-test
dd if=/dev/zero of=disk1.img bs=100M count=10
dd if=/dev/zero of=disk2.img bs=100M count=10
dd if=/dev/zero of=disk3.img bs=100M count=10
dd if=/dev/zero of=disk4.img bs=100M count=10

2. 通过loop设备将这些文件映射为块设备：

losetup -fP disk1.img
losetup -fP disk2.img
losetup -fP disk3.img
losetup -fP disk4.img

3. 查看分配结果：

losetup -a

4. 然后创建raid的时候选择loop0-3设备即可