Raid和mdadm命令

一、Raid粗略介绍

1、RAID的名称：独立冗余磁盘阵列
2、RAID的级别（RAID level）：该级别仅代表硬盘组织方式不同，没有上下之分。
3、RAID组合时候要考虑以下几点：
（1）数据存储、使用的速度
（2）数据的可用性

4、RAID中常用的存储数据的方式
（1）镜像存储数据
（2）条带技术存储数据
校验码技术的粗略例子：如果一块硬盘坏了，可由其他硬盘上的校验码运算后得到其丢失数据。
如果有两块硬盘坏了，校验码运算后得不出丢失的数据。

5、可以将镜像技术和条带技术结合

二、RAID级别及性能分析

一、RAID级别
1、RAID 0：使用条带技术
2、RAID 1：使用镜像技术
3、RAID 0+1：先使用条带技术后用镜像技术
4、RAID 1+0：先使用镜像技术和条带技术
5、RAID 5：多块硬盘间轮流作为校验盘
6、JBOD

二、RAID不同级别的性能分析

注：n为硬盘数，s为一块硬盘的存储空间能力

1、RAID 0
（1）性能表现：读，写速度提升。
（2）冗余能力（容错能力）：无
（3）空间利用率：n*s
（4）至少使用2块硬盘

2、RAID 1
（1）性能表现：写性能下降，读性能提升
（2）冗余能力（容错能力）：有
（3）空间利用率：1/2
（4）至少使用2块硬盘

3、RAID 10
（1）性能表现：读写性能提升
（2）冗余能力（容错能力）：有
（3）空间利用率：1/2
（4）至少使用4块硬盘

4、RAID 01
（1）性能表现：读写性能提升
（2）冗余能力（容错能力）：有
（3）空间利用率：1/2
（4）至少使用4块硬盘

5、RAID ｛3，4，5｝
（1）性能表现：读写性能提升
（2）冗余能力（容错能力）：有
（3）空间利用率：(n-1)/n （有一块硬盘作为条带技术的校验盘）
（4）至少使用3块盘

6、RAID 50
（1）性能表现：读写性能提升
（2）冗余能力（容错能力）：有
（3）空间利用率：(n-2)/n （有两块硬盘作为条带技术的校验盘）
（4）至少使用6块硬盘

7、JBOD
（1）性能表现：读写性能无提升
（2）冗余能力（容错能力）：无
（3）空间利用率：100％
（4）至少使用2块硬盘

三、RAID的分类

RAID可分为两类：硬件RAID和软件RAID

1、硬件RAID
（1）可在BIOS中配置硬件RAID
（2）操作系统要识别RAID卡，否则要先安装驱动才能识别RAID。

2、软件RAID
（1）内核中有一个模块叫多设备md：multi disks（多磁盘），工作时，可以度曲配置文件，配置文件可以明确标明哪几块盘作RAID。
（2）md先模拟一个逻辑RAID（也是软件RAID）
（3）软件RAID是在用户和硬件设备之间，RAID上又新增了一个层次，模拟出一个逻辑RAID设备。
（4）该逻辑RAID对用户空间进程看来就是RAID，对内核看来就是两块磁盘。
（5）若操作系统坏了，软RAID存储的相应的数据不能被访问。
（6）RAID模块要求被模拟成软件RAID的磁盘设备必须要标识为内核可识别的类型（Linux raid auto类型）。
（7）该类型为Linux raid auto：在磁盘上存一些元数据，重装系统后重新扫描磁盘组合RAID。

四、如何创建并管理软件RAID

1、mdadm命令
（1）全称：md admin
（2）mdadm在Linux中支持将任何块设备做成RAID，在为同一块磁盘的不同分区做RAID没有任何意义。

2、mdadm命令的模式
（1）创建模式
（2）管理模式
（3）监控模式
（4）增长模式
（5）装配模式

3、对应模式的对应选项
（1）一般格式：
mdadm [mode] raiddevice [options]
mode：模式
raiddevice：raid设备
options：选项
component-devices：组成设备

（2）进入各个模式的选项
①创建模式：-C
②管理模式：-add 或者 –del
③监控模式：-F
④增长模式：-G
⑤装配模式：-A

（3）创建模式下的专用选项
①指定RAID级别：-l

②指定设备个数：-n #

③是否自动创建设备文件：-a ｛yes|no｝

④指定创建RAID设备的数据块（CHUNK）大小（默认64K）：
-c #unit

⑤指定空闲盘个数:-x #

⑥创建一个2G，级别为0的RAID例：

# fdisk /dev/sda
分一个1G的分区,设备为/dev/sda6
修改其类型为Linux raid auto# fdisk /dev/sdb
分一个1G的分区,设备为/dev/sdb1
修改其类型为Linux raid auto# protprobe /dev/sda
# protprobe /dev/sdb
更新分区表# cat /proc/partitions
查看分区是否建立，大小是否正确# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sda6 /dev/sdb1 # cat /proc/mdstat
查看当前系统上所有处于启动状态的RIAD设备的状态，看raid设备是否创建成功。# mke2fs -jv -E stride=16 -b 4096 /dev/md0
格式化raid设备，使其能挂载。
-E stride=16  是指定桥带为16，数据块大小为：16*4=64K
-b 4096 指定块大小为4byte。    # mkdir /mnt/md0
# mount /dev/md0 /mnt/md0
将md0设备挂载后即可使用

⑦创建一个大小为2G的RAID 1例：

# fdisk /dev/sdb2
分一个1G的分区,设备为/dev/sdb2
修改其类型为Linux raid auto# fdisk /dev/sdc1
分一个1G的分区,设备为/dev/sdc1
修改其类型为Linux raid auto# protprobe /dev/sdb
# protprobe /dev/sdc
更新分区表# cat /proc/partitions
查看分区是否建立，大小是否正确# mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdb2 /dev/sdc1 -x 1 /dev/sdc2
-x指定空闲磁盘格式，若有一块磁盘坏了，空闲磁盘可以作补充# cat /proc/mdstat
查看当前系统上所有处于启动状态的RIAD设备的状态，看raid设备是否创建成功。# mke2fs -jv -E stride=16 -b 4096 /dev/md1
格式化raid设备，使其能挂载。
-E stride=16  是指定桥带为16，数据块大小为：16*4=64K
-b 4096 指定块大小为4byte。# mkdir /mnt/md1
# mount /dev/md0 /mnt/md1
将md1设备挂载后即可使用

4、查看RAID阵列的详细信息
（1）格式：mdadm -D /dev/md#
或者：mdadm –detail /dev/md#
（2）例：

# mdadm -D /dev/md0
查看md0阵列的详细信息。# mdadm --detail /dev/md1
查看md1阵列的详细信息。

5、模拟磁盘损坏
（1）格式：mdadm /dev/md# -f /dev/sd[a-z]#
或者：mdadm /dev/md# –fail /dev/sd[a-z]#
（2）例：

# mdadm /dev/md1 -f /dev/sdc1
将/dev/sdc1磁盘损坏# mdadm -D /dev/md1
查看磁盘信息此时发现，
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 1
Spare Devices : 0
证明模拟磁盘损坏成功，而空闲磁盘补充已损坏的磁盘位置。

6、移除已损坏的磁盘
（1）格式：mdadm /dev/md# -r /dev/sd[a-z]#
或者：mdadm /dev/md# –remove /dev/sd[a-z]#
（2）例：

# mdadm /dev/md1 --remove /dev/sdc1
移除刚刚模拟损坏的/dev/sdc1
# mdadm -D /dev/md1
查看磁盘信息，看是否移除成功。

7、提供空闲磁盘作备用
（1）格式：mdadm /dev/md# -a /dev/sd[a-z]#
或者mdadm /dev/md# -add /dev/sd[a-z]#
（2）例：

# mdadm /dev/md1 -a /dev/sdd1
# mdadm -D /dev/md1         检查是否添加备用磁盘

8、停止RAID阵列
（1）格式：mdadm -S /dev/md#
或者：mdadm –stop /dev/md#

（2）用命令rm /dev/md#把设备文件删除，整个阵列就会消失。
（3）例：

# mdadm -S /dev/md1
# cat /proc/mdstat          查看md1阵列是否被停用

9、把阵列重新装配启动
（1）格式：
mdadm -A /dev/md1 /dev/sd[a-z]# /dev/sd[a-z]#
（2）例：

# mdadm -A /dev/md1 /dev/sdb2 /dev/sdc2 /dev/sdd1
# mdadm -D /dev/md1
检查是否重新装配成功
# cat /proc/mdstat
检查重新装配的RAID是否启动成功

（3）最好将当前RAID信息保存至配置文件，以便以后进行装配。
①例：

# mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf
# mdadm --stop /dev/md1
停用md1 RAID阵列。
# mdadm -A /dev/md1
不用指定那个磁盘直接重新装配即可
# cat /proc/mdstat
检查即可

②所以尽量在每次创建RAID的时候更新一下/etc/mdadm.conf配置文件。

10、创建一个2G的RAID5思路
（1）思路：2G的RAID 5由4个1G磁盘组成，其中3个1G磁盘作为数据盘（其中一个为校验盘），由1个1G磁盘用作空余备用盘。
（2）流程：

# 创建4个1G的磁盘，类型为Linux raid autodetect
# mdadm -C /dev/md2 -l 5 -n 3 /dev/sdb7 /dev/sdc3 /dev/sdd3
创建RAID  5
# mdadm /dev/md2 -add /dev/sde1
将sde1作为备用磁盘

①创建RAID 5

②格式化RAID 5 阵列

③检查RAID 5 阵列是否正确创建

以上是我个人的一些总结和看法，如有错误，欢迎大家指出，谢谢大家。