CentOS 7.4搭建RAID5及测试实例
StudyNotes 2018-06-09
前言
一、RAID的定义与作用
RAID（独立冗余磁盘阵列）。RAID技术通过把多个硬盘设备组合成一个容量更大的，安全性更好的磁盘阵列。把数据切割成许多区段后分别放在不同的物理磁盘上，然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能，同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理设备上，从而起到了非常好的数据冗余备份效果。缺点就是磁盘利用率低。
二、RAID的分类
RAID的分类目前来说至少有几十种，这里简单介绍一下最常见的四种，RAID0，RAID1，RAID10，RAID5。
1、RAID 0
RAID 0是最早出现的RAID模式，即Data Stripping数据分条技术。RAID 0是组建磁盘阵列中最简单的一种形式，只需要2块以上的硬盘即可，成本低，可以提高整个磁盘的性能和吞吐量。RAID 0没有提供冗余或错误修复能力，但实现成本是最低的。
2、RAID 1
RAID 1称为磁盘镜像，原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力。虽然这样对数据来讲绝对安全，但是成本也会明显增加，磁盘利用率为50%。
3、RAID0+1
RAID 0+1名称上我们便可以看出是RAID0与RAID1的结合体。在我们单独使用RAID 1也会出现类似单独使用RAID 0那样的问题，即在同一时间内只能向一块磁盘写入数据，不能充分利用所有的资源。为了解决这一问题，我们可以在磁盘镜像中建立带区集。因为这种配置方式综合了带区集和镜像的优势，所以被称为RAID 0+1。把RAID0和RAID1技术结合起来，数据除分布在多个盘上外，每个盘都有其物理镜像盘，提供全冗余能力，允许一个以下磁盘故障，而不影响数据可用性，并具有快速读/写能力。RAID0+1要在磁盘镜像中建立带区集至少4个硬盘。也有一种叫法叫RAID10.
4、RAID5：分布式奇偶校验的独立磁盘结构
它的奇偶校验码存在于所有磁盘上。RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性。但是它对数据传输的并行性解决不好，而且控制器的设计也相当困难。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作，将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。
总结：RAID0大幅度提升了设备的读写性能，但不具备容错能力。RAID1虽然十分注重数据安全，但磁盘利用率太低。RAID5就是raid0和RAID5的一种折中，既提升了磁盘读写能力，又有一定的容错能力，成本也低。RAID10就是RAID0和raid1的组合，大幅度提升读写能力，较强的容错能力，成本也较高。一般中小企业用RAID5，大企业采用RAID10。
这里主要介绍RAID5的搭建与测试。主要内容：一、添加硬盘。二、对磁盘进行初始化设置。三、搭建RAID5。四、RAID5的测试。五、RAID5的维护。六、mdadm命令总结。
RAID5的搭建
一、 首先添加四块硬盘
二、reboot重启并对磁盘进行初始化设置
reboot重启
三、搭建raid5
1，yum install -y mdadm //安装madam (madam是Linux下的raid管理工具)
2，mdadm -C /dev/md0 -ayes -l5 -n3 -x1 /dev/sd[b-e]1 //用sdb1,sdc1,sdd1,sde1四块磁盘其中3块创建raid5，名称为md0，另外一块作为热备份。
madam参数说明
-C --create 创建阵列；
-a --auto 同意创建设备，如不加此参数时必须先使用mknod 命令来创建一个RAID设备，不过推荐使用-a yes参数一次性创建；
-l --level 阵列模式，支持的阵列模式有 linear, raid0, raid1, raid4, raid5, raid6, raid10, multipath, faulty, container；
-n --raid-devices 阵列中活动磁盘的数目，该数目加上备用磁盘的数目应该等于阵列中总的磁盘数目；
3，查看raid5状态
cat /proc/mdstat
mdadm -D /dev/md0
4，添加raid5到raid配置文件并做修改
echo 'DEVICE /dev/sd[b-e]1'>> /etc/mdadm.conf
mdadm -Ds >>/etc/mdadm.conf
5，格式化磁盘阵列
mkfs.xfs /dev/md0
6，建立挂载点并挂载
mkdir /raid5
mount /dev/md0 /raid5/
7，将挂载写入开机启动项
vi /etc/fstab
四，测试raid5
1， 建立文件a.txt 和 b.txt
2， 模拟其中一块磁盘坏道，我选择让sdb1损坏，然后查看raid阵列信息情况，发现热备份磁盘sde1自动替换已损坏了的sdb1。并且资料无损失
3， 移除已损坏的磁盘，添加一块新硬盘作为热备份盘，并查看数据情况
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
注意：在实际中sdb1已经是另一块完好的硬盘了。不是说之前损坏的那块移除再添加就好了。
五，维护raid5
1， 向raid5中添加存储硬盘
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdf1
由于默认是添加成热备盘，得把热备盘改为活动盘
mdadm /dev/md0 -G -n4 //-G改变raid中的活动盘的数量，一般和-n连用。-n用来指定raid中活动盘的数量。最好保证要有足够的热备盘添加。
查看状态，添加完成
2，查看文件系统发现总容量未变
此时需要对文件系统扩容
resize2fs /dev/md0 //resizefx适用于ext3，ext4等文件系统不适用于xfs文件系统
xfs_growfs /dev/md0 //xfs_growfs对xfs文件系统进行扩容
关于mdadm的相关参数汇总
-C --create 创建阵列；
-a --auto 同意创建设备，如不加此参数时必须先使用mknod 命令来创建一个RAID设备，不过推荐使用-a yes参数一次性创建；
-l --level 阵列模式，支持的阵列模式有 linear, raid0, raid1, raid4, raid5, raid6, raid10, multipath, faulty, container；
-n --raid-devices 阵列中活动磁盘的数目，该数目加上备用磁盘的数目应该等于阵列中总的磁盘数目；
-x 热备盘数目
实例：mdadm -C /dev/md0 -ayes -l5 -n3 -x1 /dev/sd[b-e]1 //用sdb1,sdc1,sdd1,sde1四块磁盘其中3块创建raid5，名称为md0，另外一块作为热备份。
-D --detail 查看raid设备的详细信息
-f 使一块raid磁盘故障
-a 增加一块raid磁盘
-r 移除一块故障的raid磁盘
-s --scan：扫描配置文件或 /proc/mdstat以搜寻丢失的信息
-S 停止raid磁盘阵列
实例：
mdadm -Ds >>/etc/mdadm.conf
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdf1
mdadm /dev/md0 -G -n4 //-G改变raid中的活动盘的数量，一般和-n连用。-n用来指定raid中活动盘的数量。最好保证要有足够的热备盘添加。
