軟件磁盤陣列(RAID)

時間 2019-11-30

標籤軟件磁盤陣列 raid 欄目存儲简体版

原文原文鏈接

RAID軟件磁盤陣列
數據庫

　　RAID 即廉價磁盤冗餘陣列，其高可用性和可靠性適用於大規模環境中，相比正常使用，數據更須要被保護。RAID 是將多個磁盤整合的大磁盤，不只具備存儲功能，同時還有數據保護功能.安全

　　軟件磁盤整列經過mdadm命令建立.
app

RAID等級分佈式

RAID-0: 等量模式，stripe,性能較佳，磁盤利用率100%
RAID-1: 鏡像模式，mirror，安全性較佳，磁盤利用率50%
RAID-0+1：先組成RAID-0，再有RAID-0組成RAID-1 性能安全兼顧，磁盤利用率50%
RAID-1+0：先組成RAID-1，再有RAID-1組成RAID-0 性能安全兼顧，磁盤利用率50%
RAID-5: 等量模式與分佈式奇偶校驗，性能與安全份均衡，磁盤可用量等於n-1
RAID-6: 等量模式與雙分佈式奇偶校驗，性能與安全均衡，磁盤可用量等於n-2

RAID-0測試
工具

　　RAID-0是等量模式，最好由兩塊相同型號，相同容量的磁盤來組成.這種模式的RAID會將磁盤想切除等量的區塊(chunk),當有存儲文件需求時，就會先把文件切割成必定數目的區塊，而後依次存入各個磁盤上.如圖示性能

下面是使用mdadm工具建立RAID-0過程測試

建立兩個1G的分區/dev/vdb10,/dev/vdb11
使用mdadm工具建立raid0磁盤陣列，命名爲/dev/md0

###新建分區/dev/vdb10,/dev/vdb11略過

[root@zwj ~]# mdadm   --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/vdb10 /dev/vdb11 　#同
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

[root@zwj ~]# mdadm -E /dev/vdb10 /dev/vdb11　　　　#查看陣列中的磁盤信息 /dev/vdb10:
          Magic : a92b4efc
        Version : 1.2
    Feature Map : 0x0
     Array UUID : d26ff510:82cc5acf:b823eaae:c98c2e8f
           Name : zwj:0  (local to host zwj)
  Creation Time : Sun May  7 18:30:05 2017 Raid Level : raid0　　
   Raid Devices : 2

 Avail Dev Size : 2096545 (1023.70 MiB 1073.43 MB)
    Data Offset : 2048 sectors
   Super Offset : 8 sectors
   Unused Space : before=1960 sectors, after=0 sectors
          State : clean
    Device UUID : c645eb97:9dc15ee8:9148e372:0c26b998

    Update Time : Sun May  7 18:30:05 2017
  Bad Block Log : 512 entries available at offset 72 sectors
       Checksum : 402c224f - correct
         Events : 0 Chunk Size : 512K

   Device Role : Active device 0
   Array State : AA ('A' == active, '.' == missing, 'R' == replacing)
/dev/vdb11:
          Magic : a92b4efc
        Version : 1.2
    Feature Map : 0x0
     Array UUID : d26ff510:82cc5acf:b823eaae:c98c2e8f
           Name : zwj:0  (local to host zwj)
  Creation Time : Sun May  7 18:30:05 2017
     Raid Level : raid0
   Raid Devices : 2

 Avail Dev Size : 2096545 (1023.70 MiB 1073.43 MB)
    Data Offset : 2048 sectors
   Super Offset : 8 sectors
   Unused Space : before=1960 sectors, after=0 sectors
          State : clean
    Device UUID : 54fd15e5:8ed74a79:0b1efd81:7995a016

    Update Time : Sun May  7 18:30:05 2017
  Bad Block Log : 512 entries available at offset 72 sectors
       Checksum : ab4434b5 - correct
         Events : 0

     Chunk Size : 512K

   Device Role : Active device 1
   Array State : AA ('A' == active, '.' == missing, 'R' == replacing)

[root@zwj ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 18:30:05 2017
     Raid Level : raid0
     Array Size : 2096128 (2047.00 MiB 2146.44 MB)
   Raid Devices : 2
  Total Devices : 2
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 18:30:05 2017
          State : clean 
 Active Devices : 2
Working Devices : 2
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0

     Chunk Size : 512K

           Name : zwj:0  (local to host zwj)
           UUID : d26ff510:82cc5acf:b823eaae:c98c2e8f
         Events : 0

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       26        0      active sync   /dev/vdb10
       1     252       27        1      active sync   /dev/vdb11

[root@zwj ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid0] 
md0 : active raid0 vdb11[1] vdb10[0] 2096128 blocks super 1.2 512k chunks
      
unused devices: <none>
[root@zwj ~]# mkdir   -p /mnt/raid0　　　　#建立掛着目錄
[root@zwj ~]# mkfs.ext3   /dev/md >/dev/null
[root@zwj ~]# mount /dev/md0  /mnt/raid0 
[root@zwj ~]# df
。。。
/dev/md0        2.0G  236M  1.7G  13% /mnt/raidmdadm -C /dev/md0 -l raid0 -n 2 /dev/vdb10 /dev/vdb11 ，-C 接陣列名，-l接等級，-n 接使用磁盤數

RAID-1測試
ui

　　RAID-1是鏡像模式，最好由兩塊相同型號，相同容量的磁盤來組成.這種模式的RAID有點主要是數據的備份，但磁盤使用率低.如圖示this

[root@zwj raid1]# fdisk -l |grep "/dev/vdb1[2-9]"　　　　　　　　　#新建分區爲200M
/dev/vdb12          56186       56592      205096+  83  Linux
/dev/vdb13          56593       56999      205096+  83  Linux

[root@zwj raid0]# mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/vdb{12,13}
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
    may not be suitable as a boot device.  If you plan to
    store '/boot' on this device please ensure that
    your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
    --metadata=0.90
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.
[root@zwj raid0]# mdadm -E /dev/vdb12 /dev/vdb13
/dev/vdb12:
          Magic : a92b4efc
        Version : 1.2
    Feature Map : 0x0
     Array UUID : 0855d3d3:502aa3e1:9a09f0e8:abdb1e1a
           Name : zwj:1  (local to host zwj)
  Creation Time : Sun May  7 19:49:56 2017
     Raid Level : raid1
   Raid Devices : 2

 Avail Dev Size : 409905 (200.15 MiB 209.87 MB)
     Array Size : 204928 (200.13 MiB 209.85 MB)
  Used Dev Size : 409856 (200.13 MiB 209.85 MB)
    Data Offset : 288 sectors
   Super Offset : 8 sectors
   Unused Space : before=200 sectors, after=49 sectors
          State : clean
    Device UUID : e4909dcf:f2fb8812:0c5a70cb:021dd248

    Update Time : Sun May  7 19:49:58 2017
  Bad Block Log : 512 entries available at offset 72 sectors
       Checksum : 4478c6ef - correct
         Events : 17


   Device Role : Active device 0
   Array State : AA ('A' == active, '.' == missing, 'R' == replacing)
/dev/vdb13:
          Magic : a92b4efc
        Version : 1.2
    Feature Map : 0x0
     Array UUID : 0855d3d3:502aa3e1:9a09f0e8:abdb1e1a
           Name : zwj:1  (local to host zwj)
  Creation Time : Sun May  7 19:49:56 2017
     Raid Level : raid1
   Raid Devices : 2

 Avail Dev Size : 409905 (200.15 MiB 209.87 MB)
     Array Size : 204928 (200.13 MiB 209.85 MB)
  Used Dev Size : 409856 (200.13 MiB 209.85 MB)
    Data Offset : 288 sectors
   Super Offset : 8 sectors
   Unused Space : before=200 sectors, after=49 sectors
          State : clean
    Device UUID : 170d0094:52cdc3d9:993a58b1:b2f3c341

    Update Time : Sun May  7 19:49:58 2017
  Bad Block Log : 512 entries available at offset 72 sectors
       Checksum : aeefcbc0 - correct
         Events : 17


   Device Role : Active device 1
   Array State : AA ('A' == active, '.' == missing, 'R' == replacing)
[root@zwj ~]# mdadm --detail /dev/md1
/dev/md1:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 19:49:56 2017
     Raid Level : raid1
     Array Size : 204928 (200.13 MiB 209.85 MB)
  Used Dev Size : 204928 (200.13 MiB 209.85 MB)
   Raid Devices : 2
  Total Devices : 2
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 19:49:58 2017
          State : clean 
 Active Devices : 2
Working Devices : 2
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0

           Name : zwj:1  (local to host zwj)
           UUID : 0855d3d3:502aa3e1:9a09f0e8:abdb1e1a
         Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync   /dev/vdb12
       1     252       29        1      active sync   /dev/vdb13

[root@zwj ~]# mkfs.ext3 /dev/md1 >/dev/null
[root@zwj ~]# mkdir -p /mnt/raid1 
[root@zwj ~]# mount   /dev/md1 /mnt/raid1 
[root@zwj ~]# cd /mnt/raid1/
[root@zwj raid1]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        20G   13G  5.9G  69% /
/dev/vdb1        20G  936M   18G   5% /mydata
/dev/md127      2.0G  236M  1.7G  13% /mnt/raid0
/dev/md1        194M  5.6M  179M   4% /mnt/raid1　　　　　　　　#只有200M

#刪除/dev/vdb13
[root@zwj ~]# mdadm --detail /dev/md126
/dev/md126:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 19:49:56 2017
     Raid Level : raid1
     Array Size : 204928 (200.13 MiB 209.85 MB)
  Used Dev Size : 204928 (200.13 MiB 209.85 MB)
   Raid Devices : 2
  Total Devices : 1
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 20:14:10 2017
          State : clean, degraded 
 Active Devices : 1
Working Devices : 1
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0

           Name : zwj:1  (local to host zwj)
           UUID : 0855d3d3:502aa3e1:9a09f0e8:abdb1e1a
         Events : 23

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync   /dev/vdb12
       2       0        0        2      removed

[root@zwj ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        20G   13G  5.9G  69% /
/dev/vdb1        20G  936M   18G   5% /mydata
/dev/md126      194M  5.6M  179M   4% /mnt/raid1

RAID-10測試spa

　　RAID 10 是組合 RAID 1 和 RAID 0 造成的。要設置 RAID 10，咱們至少須要4個磁盤，提供更好的性能，在 RAID 10 中咱們將失去一半的磁盤容量，讀與寫的性能都很好，由於它會同時進行寫入和讀取，它能解決數據庫的高 I/O 磁盤寫操做，也保證了數據的安全.

咱們使用四個分區測試/dev/vdb{12..15} 大小各爲200M

[root@zwj ~]# mdadm -C /dev/md10 -l 10 -n 4 /dev/vdb{12..15}
mdadm: /dev/vdb13 appears to be part of a raid array:
       level=raid1 devices=2 ctime=Sun May  7 19:49:56 2017
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md10 started.
[root@zwj ~]# mdadm -D /dev/md10
/dev/md10:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 20:31:43 2017 Raid Level : raid10
     Array Size : 407552 (398.00 MiB 417.33 MB)
  Used Dev Size : 203776 (199.00 MiB 208.67 MB)
   Raid Devices : 4 Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 20:31:48 2017
          State : clean 
 Active Devices : 4
Working Devices : 4
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0

         Layout : near=2
     Chunk Size : 512K

           Name : zwj:10  (local to host zwj)
           UUID : 3d1b1b2e:daa4597f:bf838bd1:c6b82c78
         Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync set-A   /dev/vdb12
       1     252       29        1      active sync set-B   /dev/vdb13
       2     252       30        2      active sync set-A   /dev/vdb14
       3     252       31        3      active sync set-B   /dev/vdb15
[root@zwj ~]# mkfs.ext3 /dev/md10 >/dev/null
[root@zwj ~]# mkdir /mnt/raid10;mount /dev/md10 /mnt/raid10
[root@zwj ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        20G   13G  5.9G  69% /
/dev/vdb1        20G  936M   18G   5% /mydata
/dev/md10       386M   11M  356M   3% /mnt/raid10

除了上面的方法，還有一種建立RAID-10的方法，先使用4個分區建立兩個RAID-1，/dev/md1和/dev/md2

再使用/dev/md1和/dev/md2建立一個RAID-0，/dev/md10

mdadm --create /dev/md1 --level=1 --raid-devices=2 /dev/vdb12 /dev/vdb13
mdadm --create /dev/md2 --level=1 --raid-devices=2 /dev/vdb14 /dev/vdb15
mdadm --create /dev/md10 --level=0 --raid-devices=2 /dev/md1 /dev/md2

RAID-5測試

　　奇偶校驗信息存儲在每一個磁盤中，好比說，咱們有4個磁盤(預備磁盤不計入內)，其中至關於一個磁盤大小的空間被分割去存儲全部磁盤的奇偶校驗信息。若是任何一個磁盤出現故障，咱們能夠經過更換故障磁盤後，從奇偶校驗信息重建獲得原來的數據。

特色:

提供更好的性能。
支持冗餘和容錯。
支持熱備份。
將用掉一個磁盤的容量存儲奇偶校驗信息。
單個磁盤發生故障後不會丟失數據。咱們能夠更換故障硬盤後從奇偶校驗信息中重建數據。
適合於面向事務處理的環境，讀操做會更快。

[root@zwj ~]# mdadm --create /dev/md5 -l 5 -n 3 --spare-devices=1 /dev/vdb{12,13,14,15}
mdadm: /dev/vdb12 appears to be part of a raid array:
       level=raid10 devices=4 ctime=Sun May  7 20:31:43 2017
mdadm: /dev/vdb13 appears to be part of a raid array:
       level=raid10 devices=4 ctime=Sun May  7 20:31:43 2017
mdadm: /dev/vdb14 appears to be part of a raid array:
       level=raid10 devices=4 ctime=Sun May  7 20:31:43 2017
mdadm: /dev/vdb15 appears to be part of a raid array:
       level=raid10 devices=4 ctime=Sun May  7 20:31:43 2017
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md5 started.
[root@zwj ~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 21:26:28 2017 Raid Level : raid5
     Array Size : 407552 (398.00 MiB 417.33 MB)
  Used Dev Size : 203776 (199.00 MiB 208.67 MB)
   Raid Devices : 3 Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 21:26:34 2017
          State : clean 
 Active Devices : 3 Working Devices : 4 Failed Devices : 0 Spare Devices : 1

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

           Name : zwj:5  (local to host zwj)
           UUID : 27119caa:5e2deb6e:427c4d7f:536669ca
         Events : 18

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync   /dev/vdb12
       1     252       29        1      active sync   /dev/vdb13
       4     252       30        2      active sync   /dev/vdb14

       3     252       31        -      spare   /dev/vdb15
[root@zwj ~]# cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid0] [raid10] [raid6] [raid5] [raid4] 
md5 : active raid5 vdb14[4] vdb15[3](S) vdb13[1] vdb12[0]
      407552 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
      
unused devices: <none>
[root@zwj ~]# mkfs.ext3 /dev/md5 >/dev/null
[root@zwj ~]# mkdir -p /mnt/raid5
[root@zwj ~]# mount /dev/md5 /mnt/raid5
[root@zwj ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        20G   13G  5.9G  69% /
/dev/vdb1        20G  936M   18G   5% /mydata
/dev/md5        386M   11M  356M   3% /mnt/raid5
[root@zwj ~]# cd /mnt/raid5
[root@zwj raid5]# dd if=/dev/zero of=50_M_file bs=1M count=50
50+0 records in
50+0 records out
52428800 bytes (52 MB) copied, 0.1711 s, 306 MB/s
[root@zwj raid5]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        20G   13G  5.9G  69% /
/dev/vdb1        20G  936M   18G   5% /mydata
/dev/md5        386M   61M  306M  17% /mnt/raid5
[root@zwj raid5]# echo "assume /dev/vdb13 fail---";mdadm --manage /dev/md5 --fail /dev/vdb13;mdadm -D /dev/md5 　　　　#模擬/dev/vdb13損壞
assume /dev/vdb13 fail---
mdadm: set /dev/vdb13 faulty in /dev/md5
/dev/md5:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 21:26:28 2017
     Raid Level : raid5
     Array Size : 407552 (398.00 MiB 417.33 MB)
  Used Dev Size : 203776 (199.00 MiB 208.67 MB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 21:37:40 2017
          State : clean, degraded, recovering 
 Active Devices : 2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#活躍的2個磁盤，由於壞了1個　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Working Devices : 3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#處於工做狀態的有3個，1個spare
 Failed Devices : 1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#壞了1個 Spare Devices : 1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#1個spare　　　　　　　　　　　　　　　　　　

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

 Rebuild Status : 0% complete

           Name : zwj:5  (local to host zwj)
           UUID : 27119caa:5e2deb6e:427c4d7f:536669ca
         Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync   /dev/vdb12
       3 252 31 1 spare rebuilding /dev/vdb15　　　　　#正在自動重建RAID5　　　
       4     252       30        2      active sync   /dev/vdb14

       1 252 29 - faulty /dev/vdb13　　　　　　　　　　　#顯示循壞的/dev/vdb13
[root@zwj raid5]# mdadm -D /dev/md5 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#檢查是否重建完畢 /dev/md5:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 21:26:28 2017
     Raid Level : raid5
     Array Size : 407552 (398.00 MiB 417.33 MB)
  Used Dev Size : 203776 (199.00 MiB 208.67 MB)
   Raid Devices : 3 Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 21:37:47 2017
          State : clean 
 Active Devices : 3
Working Devices : 3 Failed Devices : 1 Spare Devices : 0　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#沒有備用的了

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

           Name : zwj:5  (local to host zwj)
           UUID : 27119caa:5e2deb6e:427c4d7f:536669ca
         Events : 39

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync   /dev/vdb12
       3 252 31 1 active sync /dev/vdb15 4     252       30        2      active sync   /dev/vdb14

       1 252 29 - faulty /dev/vdb13
[root@zwj raid5]# cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid0] [raid10] [raid6] [raid5] [raid4] 
md5 : active raid5 vdb14[4] vdb15[3] vdb13[1](F) vdb12[0] 407552 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
      
unused devices: <none>
[root@zwj raid5]# mdadm --manage /dev/md5 --remove /dev/vdb13 --add /dev/vdb13;mdadm -D /dev/md5　#移除損壞的/dev/vdb13,並加入新的分區（這裏仍是/dev/vdb13）
mdadm: hot removed /dev/vdb13 from /dev/md5
mdadm: added /dev/vdb13
/dev/md5:
        Version : 1.2
  Creation Time : Sun May  7 21:26:28 2017
     Raid Level : raid5
     Array Size : 407552 (398.00 MiB 417.33 MB)
  Used Dev Size : 203776 (199.00 MiB 208.67 MB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Sun May  7 21:40:04 2017
          State : clean 
 Active Devices : 3 Working Devices : 4 Failed Devices : 0 Spare Devices : 1

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

           Name : zwj:5  (local to host zwj)
           UUID : 27119caa:5e2deb6e:427c4d7f:536669ca
         Events : 41

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0     252       28        0      active sync   /dev/vdb12
       3     252       31        1      active sync   /dev/vdb15
       4     252       30        2      active sync   /dev/vdb14

       5     252 29 - spare /dev/vdb13[root@zwj raid5]# df -hFilesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on/dev/vda1        20G   13G  5.9G  69% //dev/vdb1        20G  936M   18G   5% /mydata/dev/md5        386M   61M  306M  17% /mnt/raid5

相關標籤/搜索

每日一句

每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。