centos7配置RAID和管理

時間  2020-12-12
標籤 node centos 緩存 安全 app 分佈式 ide 工具 性能 測試 欄目 Tomcat 简体版
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一、什麼是RAID
RAID稱之爲磁盤陣列，主要用於提升存儲的可用性，和性能上的改善，同時大大提升磁盤的容錯能力，磁盤陣列是由多個物理磁盤組成，可是對於操做系統而言，它就是一個邏輯磁盤，系統上存儲的數據會分佈在陣列中的多個物理磁盤。
二、RAID的幾種級別node

級別 說明 最少物理磁盤數 最大容錯能力 I/O性能 磁盤容量利用率
RAID 1 1級別又稱之爲磁盤鏡像，一樣是須要2塊盤，可是磁盤具備了容錯能力 須要2個磁盤 容許一塊硬盤發生故障 讀性能提高，寫入性能通常 50%
RAID 5 5級別稱之爲分佈式奇偶校驗陣列，以數據的校驗位來保證數據的安全，可是數據的校驗位不是存放在單獨的磁盤，而是交互式的存放在各個陣列中的磁盤，若是陣列中任何一個磁盤出現故障，均可根據其餘盤的校驗位重建損壞的數據 至少3塊磁盤 容許一塊硬盤發生故障 讀寫性能較好 90%
RAID 6 6級別與5級別相似，5級別會將數據的校驗信息存放在硬盤上，6級別會比5級別多保存一份校驗信息 至少須要4塊硬盤 容許兩塊硬盤發生故障 讀寫性能較好 80%
RAID 10 稱之爲高可靠性與高效磁盤結構，兼具了0級別和1級別的優勢，此種級別先用兩個磁盤創建鏡像，而後將鏡像後的邏輯磁盤，作0級別 至少須要4塊硬盤 容許一塊盤發生故障 讀寫性能好 50%

三、RAID種類centos

種類 說明
軟RAID 利用操做系統提供的軟件技術實現RAID功能，優勢廉價，幾乎沒有任何成本，缺點受限操做系統的穩定性，同時佔用必定的系統資源
硬RAID 經過硬件RAID控制器實現，優勢是不須要佔用其餘硬件資源，同時提供了高速緩存機制，大大的提高了磁盤的讀寫性能，同時穩定性也是很是高

四、Linux系統上實現軟RAID
模擬平臺：VMware workstation
測試環境：centos7計算機一臺，添加一塊硬盤
使用工具：mdadm
【raid1】實現過程：
一、首先查看磁盤標籤類型
若是是MBR可使用fdisk建立相同大小的磁盤分區
若是是GPT可使用gdisk建立相同大小的磁盤分區緩存

[root@lab-236 ~]# fdisk -l /dev/sdb
磁盤 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字節，41943040 個扇區
Units = 扇區 of 1 * 512 = 512 bytes
扇區大小(邏輯/物理)：512 字節 / 512 字節
I/O 大小(最小/最佳)：512 字節 / 512 字節
磁盤標籤類型：gpt              #硬盤類型GPT
Disk identifier: 037192CD-B94D-4F5D-A559-A90B74EECA9D
  Start          End    Size  Type            Name

二、建立2個分區，並更改分區系統類型爲Linux RAID
由於咱們的磁盤標籤類型是GPT，因此使用gdisk執行安全

[root@lab-236 ~]# gdisk /dev/sdb
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10
Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Command (? for help): n     #建立新的分區
Partition number (1-128, default 1): 1      #分區編號1
First sector (34-41943006, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:     #指定起始扇區，默認便可
Last sector (2048-41943006, default = 41943006) or {+-}size{KMGTP}: +5G   #指定分區大小
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): fd00      #更改分區系統類型爲LinuxRAID
Changed type of partition to 'Linux RAID'

Command (? for help): n   #繼續建立第二分區
Partition number (2-128, default 2): 2     #分區編號2
First sector (34-41943006, default = 10487808) or {+-}size{KMGTP}:  #指定起始扇區，默認便可
Last sector (10487808-41943006, default = 41943006) or {+-}size{KMGTP}: +5G  #指定分區大小
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): fd00   #更改分區系統類型爲LinuxRAID
Changed type of partition to 'Linux RAID'

Command (? for help): p     #顯示分區信息
Disk /dev/sdb: 41943040 sectors, 20.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 037192CD-B94D-4F5D-A559-A90B74EECA9D
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 41943006
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 20971453 sectors (10.0 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048        10487807   5.0 GiB     FD00  Linux RAID
   2        10487808        20973567   5.0 GiB     FD00  Linux RAID

Command (? for help): w         #保存分區信息
Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!

Do you want to proceed? (Y/N): Y        #分區發生改變，提示是否繼續保存
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdb.
The operation has completed successfully.

三、執行mdadm工具建立RAID1
注意建立RAID設備編號要從0開始app

[root@lab-236 ~]# mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdb2 
mdadm: /dev/sdb1 appears to be part of a raid array:
       level=raid1 devices=2 ctime=Thu Dec 10 20:52:02 2020
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
mdadm: /dev/sdb2 appears to be part of a raid array:
       level=raid1 devices=2 ctime=Thu Dec 10 20:52:02 2020
Continue creating array? Y      #提示建立是否繼續，是Y
mdadm: Fail to create md0 when using /sys/module/md_mod/parameters/new_array, fallback to creation via node
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

注意：建立過程，有提示這個陣列不適合做爲啓動盤的信息，這個是因爲超級塊類型決定的，超級塊的類型可使用–metadata選項設置，默認是1.2，只有這個值不大於1.0時才能夠做爲啓動盤
四、檢查建立的RAID詳細信息和運行狀態分佈式

[root@lab-236 ~]# mdadm --detail /dev/md0       #查看RAID詳細信息
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Dec 11 16:46:33 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
     Used Dev Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
       Update Time : Fri Dec 11 16:46:59 2020
             State : clean 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0
Consistency Policy : resync
              Name : lab-236.com:0  (local to host lab-236.com)
              UUID : 52f68880:b4d10435:d271aaa2:261ed9cb
            Events : 17
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       17        0      active sync   /dev/sdb1
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2
[root@lab-236 ~]# cat /proc/mdstat          #查看運行狀態
Personalities : [raid1] 
md0 : active raid1 sdb2[1] sdb1[0]
      5237760 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
unused devices: <none>

五、建立好RAID分區，接下來就是格式化文件系統，才能夠被使用ide

[root@lab-236 ~]# mkfs.xfs   /dev/md0       #格式化爲xfs文件系統
meta-data=/dev/md0               isize=512    agcount=4, agsize=327360 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=1309440, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

六、掛載RAID分區到指定目錄，此處掛載到/mnt工具

[root@lab-236 ~]# mount /dev/md0 /mnt

經過df命令查看磁盤使用狀況性能

[root@lab-236 ~]# df  -h
文件系統                 容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs                 471M     0  471M    0% /dev
tmpfs                    488M  8.1M  480M    2% /run
tmpfs                    488M     0  488M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root   17G  4.5G   12G   28% /
/dev/md0                 5.0G   33M  5.0G    1% /mnt        #能夠看到掛載成功

七、模擬磁盤故障，並修復磁盤RAID
首先咱們RAID分區掛載的目錄建立一個文件測試

[root@lab-236 ~]# echo "hello world" > /mnt/hello.txt

此時咱們經過mdadm工具將一個分區（/dev/sdb1）設置爲故障分區

[root@lab-236 ~]# mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb1
mdadm: set /dev/sdb1 faulty in /dev/md0

而後咱們在查看RAID的配置信息

[root@lab-236 ~]# mdadm --detail /dev/md0 
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Dec 11 16:46:33 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
     Used Dev Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
       Update Time : Fri Dec 11 17:05:32 2020
             State : clean, degraded 
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 1
     Spare Devices : 0
Consistency Policy : resync
              Name : lab-236.com:0  (local to host lab-236.com)
              UUID : 52f68880:b4d10435:d271aaa2:261ed9cb
            Events : 21
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       -       0        0        0      removed
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2
       0       8       17        -      faulty   /dev/sdb1     #此時/dev/sdb1狀態時有缺陷的

咱們能夠看到/dev/sdb1的狀態提示爲faulty，是有缺陷的，存在故障。
查看運行狀況

[root@lab-236 ~]# cat  /proc/mdstat 
Personalities : [raid1] 
md0 : active raid1 sdb2[1] sdb1[0](F)
      5237760 blocks super 1.2 [2/1] [_U]   #發現超級塊數量變成[2/1],缺失1個

unused devices: <none>

八、此時咱們查看掛載目錄中文件是否正常

[root@lab-236 ~]# cat  /mnt/hello.txt 
hello world

咱們發現文件正常，這就是RAID1的容錯能力，一塊磁盤出現故障，不影響數據文件的繼續使用
九、接下來咱們修復RAID
首先咱們要將已經有缺陷的磁盤分區移除

[root@lab-236 ~]# mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb1
mdadm: hot removed /dev/sdb1 from /dev/md0

而後咱們將購買的新磁盤，添加到這個RAID中，若是實際物理環境中，直接將物理磁盤換上，添加便可，這裏咱們模擬環境。就當/dev/sdb1修復後從新添加回去

[root@lab-236 ~]# mdadm /dev/md0 --add /dev/sdb1
mdadm: added /dev/sdb1

此時咱們查看RAID信息，能夠看到新加入的磁盤正在進行spare rebuilding RAID，這個過程須要時間，時間的長短與空間數據大小有關

[root@lab-236 ~]# mdadm --detail /dev/md0 
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Dec 11 16:46:33 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
     Used Dev Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
       Update Time : Fri Dec 11 17:24:08 2020
             State : clean, degraded, recovering 
    Active Devices : 1
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 1
Consistency Policy : resync
    Rebuild Status : 57% complete
              Name : lab-236.com:0  (local to host lab-236.com)
              UUID : 52f68880:b4d10435:d271aaa2:261ed9cb
            Events : 41
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       2       8       17        0      spare rebuilding   /dev/sdb1
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2

總結：
一、配置過程若是此前建立過軟RAID，須要先將原來RAID設備中止

mdadm  --stop  /dev/md0

若是不中止會出現以下錯誤：mdadm: cannot open /dev/sdb1: Device or resource busy二、若是要重建軟RAID，步驟應以下：一、先卸載目錄二、中止RAID設備三、移除RAID設備中的磁盤

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