伺服器硬體及RAID配置實戰
伺服器硬體及RAID配置實戰
一、RAID磁碟陣列概述
✎RAID是Redundant Array of Independent Disks的縮寫，中文簡稱為獨立冗餘磁碟陣列
✎把多塊獨立的物理硬碟按不同的方式組合起來形成一個硬碟組(邏輯硬碟)，從而提供比單個硬碟更高的儲存效能和提供資料備份技術。
✎組成磁碟陣列的不同方式稱為RAID級別(RAID Levels)。
✎常用的RAID級別
RAID0， RAID1, RAID5，RAID6，RAID1+0等
二、RAID磁碟陣列
1）RAID 0（條帶化儲存）
•RAID 0 連續以位或位元組為單位分割資料，並行 讀/寫於多個磁碟上，因此具有很高的資料傳輸率，但它沒有資料冗餘。
•RAID 0 只是單純地提高效能，並沒有為資料的可靠性提供保證，而且其中的一個磁碟失效將影響到所有資料。
•RAID 0 不能應用於資料安全性要求高的場合。
N塊硬碟並行組合成一個新的邏輯盤。
2）RAID 1（映象儲存）
•通過磁碟資料映象實現資料冗餘，在成對的獨立磁碟上產生互為備份的資料。
•當原始資料繁忙時，可直接從映象拷貝中讀取資料，因此RAID 1可以提高讀取效能。
•RAID 1是磁碟陣列中單位成本最高的，但提供了很高的資料安全性和可用性，當一個磁碟失效時，系統可以自動切換到映象磁碟上讀寫，而不需要重組失效的資料。
N（偶數）塊硬碟組合成一組映象，N/2容量。
3）RAID 5
•N (N>=3) 塊盤組成陣列，一份資料產生N-1個條帶，同時還有1份校驗資料,共N份資料在N塊盤上迴圈均衡儲存。
•N塊盤同時讀寫，讀效能很高，但由於有校驗機制的問題，寫效能相對不高。
•(N-1) /N磁碟利用率。
•可靠性高，允許壞1塊盤，不影響所有資料。
4）RAID 6
•N (N>=4) 塊盤組成陣列，(N-2) /N磁碟利用率。
•與RAID 5相比，RAID 6增加了第二個獨立的奇偶校驗資訊塊。
•兩個獨立的奇偶系統使用不同的演算法，即使兩塊磁碟同時失效也不會影響資料的使用。
•相對於RAID 5有更大的“寫損失”，因此寫效能較差。
•N (偶數,N>=4)塊盤兩兩映象後，再組合成一個RAID 0。
•N/2磁碟利用率。
•N/2塊盤同時寫入，N塊盤同時讀取。
•效能高，可靠性高。
•讀寫效能與RAID 1+0相同。
•安全性低於RAID 1+0。
| RAID級別 | 硬碟數量 | 硬碟利用率 | 是否有校驗 | 保護能力 | 寫效能 |
| RAID 0 | N | N | 無 | 無 | 單個硬碟的N倍 |
| RAID 1 | N（偶數） | N/2 | 無 | 允許一個裝置故障 | 需寫兩對儲存裝置，互為主備 |
| RAID 5 | N>=3 | （N-1）/N | 有 | 允許一個裝置故障 | 需寫計算校驗 |
| RAID 6 | N>=4 | （N-2）/N | 有 | 允許兩個裝置故障 | 需雙重寫計算校驗 |
| RAID 1+0 | N>=4（偶數） | N/2 | 無 | 允許兩個基組中各壞一個 | N/2塊盤同時寫入 |
三、陣列卡概述
✎陣列卡是用來實現RAID功能的板卡。
✎通常是由I/O處理器、硬碟控制器、硬碟聯結器和快取等一系列元件構成的。
✎不同的RAID卡支援的RAID功能不同。
•例如支援RAID0、RAID1、 RAID5、RAID10等。
✎RAID卡的介面型別
•IDE介面、SCSI介面、SATA介面和SAS介面。
四、陣列卡快取
✎快取(Cache) 是RAID卡與外部匯流排交換資料的場所,RAID卡先將資料傳送到快取，再由快取和外邊資料匯流排交換資料。
✎快取的大小與速度是直接關係到RAID卡的實際傳輸速度的重要因素。
✎不同的RAID卡出廠時配備的記憶體容量不同，一般為幾兆到數百兆容量不等。
五、建立軟 RAID 磁碟陣列步驟
1）檢查是否已安裝mdadm軟體包
rpm -q mdadm yum install -y mdadm
2）使用fdisk工具將新磁碟裝置/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde劃分出主分割槽sdb1、sdc1、sdd1、sde1.並且把分割槽型別的ID標記號改為“fd”
fdisk /dev/ sdb fdisk /dev/ sdc fdisk /dev/ sdd fdisk /dev/ sde
3）建立 RAID 裝置
#建立 RAID5 mdadm -C -v /dev/md0 [-a yes] -15 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/ sde1
-C: 表示新建。
-v: 顯示建立過程中的詳細資訊。
/dev/md0: 建立RAID5 的名稱。
-a yes: --auto: 表示如果有什麼裝置檔案沒有存在的話就自動建立，可省略。
-l: 指定RAID的級別，15表示建立RAID5。
-n: 指定使用幾塊硬碟建立RAID， n3表示使用3塊硬碟建立RAID。
/dev/sd [bcd]1: 指定使用這3塊磁碟分割槽去建立RAID。
-x:指定使用幾塊硬碟做RAID的熱備用盤，x1表示保留1塊空閒的硬碟作備用。
/dev/sde1: 指定用作於備用的磁碟。
建立 RAID10 ( 先做鏡象，再做條帶)
mdadm -Cv /dev/md0 - -l1 -n2 /dev/sd [bc] 1 mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de] 1 mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/ md1
4）檢視RAID磁碟詳細資訊
#還能檢視建立RAID的進度
cat /proc/ mdstat 或者 mdadm -D / dev/ md0 #用watch命令來每隔一段時間重新整理/proc/mdstat的輸出 watch -n 10 'cat /proc/mdstat’ #檢查磁碟是否已做 RAID mdaldm -E /dev/sd[b-e]1
5）建立並掛載檔案系統
mkfs -t xfs /dev/ md0 mkdir /myraid mount /dev/md0 /myraid/ df -Th cp /etc/ fstab /etc/ fstab.bak vim /etc/ fstab /dev/md0 /myraid xfs defaults 0 0
6）實現故障恢復
mdadm /dev/md0 -f /dev/ sdb1 #模擬/dev/ sdb1故障 mdadm -D /dev/ md0 #檢視發現sde1已頂替sdb1
7）建立 /etc/mdadm.conf 配置檔案，方便管理軟RAID的配置，比如啟動、停止
echo ' DEVICE /dev/ sdc1 /dev/sdb1 /dev/ sdd1 /dev/sde1' > / etc/ mdadm. conf mdadm --detail --scan>> / etc/ mdadm. conf
8）mdadm命令其它常用選項
-r: 移除裝置
-a: 新增裝置
-S: 停止RAID
-A: 啟動RAID
mdadm /dev/md0 -f /dev/ sdb1 mdadm /dev/md0 -r /dev/ sdb1 mdadm /dev/md0 -a /dev/ sde1
echo ' DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1' > /etc/ mdadm. conf mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm. conf umount /dev/md0 #啟動之前要先解掛載 mdadm -S /dev /md0 mdadm -As /dev/ md0 #-s:指查詢 /etc/mdadm.conf 檔案中的配置資訊
例：
首先建立四塊磁碟
檢視磁碟是否新增完成
進行sdb分割槽並變更分割槽型別為fd
進行sdc分割槽並變更分割槽型別為fd
進行sdd分割槽並變更分割槽型別為fd
進行sde分割槽並變更分割槽型別為fd
建立RAID前，先檢查是否安裝mdadm
建立RAID 5
進行格式化
進行掛載
模擬sdb1故障
檢視