linux下实现软件RAID

 

环境：vmware虚拟机上安装有红帽linux企业版4 RHEL 4
      三块SCSI硬盘，后二块在实验中要拿部分空间来做做RAID0
目的：1.用fdisk进行磁盘分区
      2.在二块磁盘上各拿部分等量的空间做软RAID0陈列，并实现开机自动挂载(效果:加快访读取,存放的速度)
      3.模拟其中一块磁盘损坏,再添加一块新磁盘加入这个阵列，看是否能同步数据（千万注意：只有raid1、5、10、01、6的阵列才能可能这样还原，而0级别是不能还原的，所以我前面做的0级别是不能还原的，因此后面我建一个RAID1级别的阵列和一个RAID5级别的阵列，模拟环境。原因看下面的raid级别的解释）。
备注:RAID级别的解释
      RAID0：带区卷,指二个或二个以上的磁盘各拿出相同的空间组成一个分区,数据在存储时,会每个字节的轮流存储到不同的磁盘上.这样可大大加快访问速成度。优点：数据存储速度加快。缺点：作何一个磁盘损坏且不能恢复的话，将造成数据丢失。容量：各磁盘容量的和（单个磁盘也能做，但没任何意义）
      RAID1：镜像卷，指二个或二个以上的磁盘各拿出相同的空间组成一个分区，数据在存储时会向各个磁盘各存储一份。优点：容错能力强，只要还剩一块磁盘能工作，数据就不会丢失。缺点：存储速度慢，因为数据会向RAID1级别中的所有磁盘各写一份数据。容量：各磁盘容量和的一半。
      RAID5：指三个或三个以上的磁盘各拿出相同的空间组成一个分区，以A、B、C三块为例，当前二个字节的数据分别存储于A、B盘时，C存储这二个字节的逻辑与运算值，A、C存储数据时，B存储运算值。依次轮转。优点：允许坏一块磁盘，丢失的数据会反算出来。最像个方程式，只有一个未知数的情况下，未知数的值是很容易被算出的。但不能有二个未知数，这就是为什么不能同时坏二个磁盘的原因。另外如果是硬件RAID或软RAIDS机器CPU够牛的话，速度也会不错，但软RAID情况下，CPU如果不够快的，那么它并不一定会快过RAID1，因为它需要运算那个逻辑值。容量：各磁盘容量和减去一块磁盘的空量。
     RAID10：由上面衍生出的一种类型，最少四块磁盘，且必须总数据是双数。做法先1（镜橡）后0（带区）。优点：访问速度和容错能力都很好，缺点：浪费磁盘资源，只能有一半的空间可用，且最少四块才能做。
RAID01：先0后1的做法，实际应用非常少。不如10
RAID6：RAID5的一种扩展，专门用一块磁盘存储逻辑运算值，另一块备份这个逻辑值，其余磁盘存数据。用的也不多，证实不是很好。
  注意，实际上系统上做软RAID阵列时，系统都只支持0、1、5，需10、01、6都是在有硬件RAID设备时才能实现的。
步骤：
１．第一步分区
1．1用fdisk -l杳看分区表，没有分区表，证明还没对其分区，SDC也是一样

1．2用fisk  /dev/sdb命令对SDB盘进行分区，进入分区模式

１．3 输入P查看这盘的分区表，因为还没分过区，分区表下啥也没有（按P查看后可看到所有能控制的命令，如n新建一个分区，w保存所做的更改并退出，l查看系统所支持的分区类型所对应的编号等等）

１．4输入n新增一个分区（新增一个主分区，起始柱面默认，结束柱面输+1500M,让系统自己算应该在哪个柱面结束）然后输入w保存退出，下图漏了这里。+1500M也就是说给这个分区1500M空间。

１．5用同样的办法在SDC盘上也建这个一个分区大小最好一样，不一样也行,系统会用最大的交集来做.

１．６分区建好后一定要输w保存，否则不会被创建。千万注意

２．第二大步：建RAID阵列(以RAID为例)
2.1先用fdisk –l查看分区表,可以看到下图标记出的二个分区的类型是编号为83的linux分区(普通分区)，怎样知道RAID的分区类型是什么呢？下图中详解

2．２在分区模式下输入l查看linux已知的分区类型，可以看到fd代表raid分区类型的编号

２．３用t命令把分区１改变成raid分区类型．下图可以看到因为只有一个分区，所以在让选择所要改变的分区时，不是让你选，默认成了１，而如果该磁盘有二个或以上分区时，就可选了，回车后，输入fd表示将改变成的分区类型是raid类型．完后，输入w保存更改并退出．

２．４SDC盘也是同样的方法改变分区类型

２．５再用fdisk -l查看磁盘分区表，可以看到下面二个盘的分区类型已由默认的83变成了fd（RAID分区类型）了,别忘了w保存

２．６用partprobe强制让分区类型生效或重启机器也行．

２．７用mdadm –C /dev/md0 –l 0 –n 2 /dev/sdb1 /dev/sdc1命令创建RAID(-C代表creat新建之意，-l代表类型 –n代表组成这个RAID的磁盘个数后面2表示二块磁盘)

2．8用cat /proc/mdstat文件中的内容查看raid的状态，可以看到有个md0存在（/proc/mdstat文件是专门是来存放raid状态信息的）

2．9用mke2fs命令格式化这个md0分区。mke2fs –j /dev/md0 加上-j参数把 dev下的md0格式化成ext3格式文件系统，完成后挂到一个空目录上就可存储数据了。

２．１０在根分区下建一个用于挂载md0分区的空文件夹raid0data dev md0(即前面建的RAID0挂载到 raid0data目录下，到时就可存东西了)

２．１１用df命令可以查看到md0分我是否被挂载了，如果没被挂载就没有最后一行

２．１２/etc目录下的所有东西递规复制到 raid0data下的etc.bak目录下,再杳看raid0data的内容有了，证明/raid0data对应的RAID分区可以存放东西了，到此RAID配置成功

２．１３用df -h命令查看分区是否被挂载，这里也可看到分区容量，已用和可用的容量，该命令很常用，非常有用。

２．１４/etc/fstab文件中存放的是系统启动时自动挂载的设备，所以要想让刚刚做的raid目录raid0data每次重启都实现自动挂载，只需在此加上红框标记出的挂载信息就行了。可参考上面的挂载的写法。命令vi /etc/fstab  养成好习惯（vi修改配置文件之前先备份cp /etc/fstab /etc/fstab.bak），改完后:wq保存退出。

２．１５重启一下机器，验证是否会自动挂载。

２．１６用df -h命令查看是否被挂载，可以看出/dev/md0已经被挂到/raid0data目录下了,证明自动挂载成功。

２．１７直接输入mount命令不带任何参数也可看到当前已挂载的设备，其中就有md0表示挂载成功，并看到后面是rw状态（可读写状态）如果是一次性光盘被挂载，但不会有w了。

总结一下前面的流程：1.先分区,改变分区级别为fd (在 fdisk /dev/xxx下实现)
                     2.创建RAID分区,并把事先划好的(并且类型是raid的)分区加进来
                     3.mke2fs –j /dev/mdx格式化成ext3格式
                     4.挂载到一个空目录上.
                     5.在/etc/fstab文件中加入需自动挂载的信息,实现开机挂载.
第三大步:模拟raid1中损坏一个硬盘,重新放入新硬盘,加入阵列,使其数据同步恢复.
３．１先快速搭一个raid1环境．(sda、sdb、sdc、sdd四块硬盘，后3块上将做个raid1)
  #首先在sdb上分一个主分区名称1即sdb1，再使之成这raid类型
  #输入如下命令
fdisk /dev/sdb
n
p
1
回车
+2000M
n
1
fd
w
partprobe
  #同样的步骤，分sdc1和sdc2
  #创建一个raid级别为1的分区取名md10并把sdb1、sdc1和sdd1三个分区加进来
   mdadm –C /dev/md10 –l 1 –n 3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
  #格式化这个raid1级别的分区raid10成ext3的主流linux文件系统格式。
   mke2fs –j /dev/md10
  #在根目录下创建一个空的目录取名为raid1data用于挂载md10这个分区
   mkdir /raid1data
  #把已格式化好的分区/dev/md10挂载到/raid1data目录
   mount /dev/md10 /raid1data
  #直接用mount命令查看所有挂载的分区，看是否md10分区挂载到了raid1data

  #查看一下raid的状态
   cat /proc/mdstat
  
#修改/etc/fstab文件，让系统启动时自动挂载这个raid10的区到raid1data目录
   vi /etc/fstab
  #在空的行中加入如下信息
  /dev/md10          /raid1data        ext3       default       1 2 3
  :wq……………………………………………………保存退出
  #向raid1data目录中写入一些东西
   cd /raid1data
   touch www
   vi www           
  #写入内容
   I am zhaoxiyu
   :wq保存退出
3．2以上环境就好了，现在要模拟后二块硬盘损坏
  #用mdadm加上参数f，模拟后二块硬盘出帮障。
   mdadm /dev/md10 –f /dev/sdc1
   mdadm /dev/md10 –f /dev/sdd1
  #再次查看raid的状态
   cat /proc/mdstat

   
3．3重启一下，看启动会不会有问题。结果没看到任何问题。里面的数据依然存在。

   用less /raid1data/www查看里面的数据，依然存在。

3．4模拟一下损坏了的硬盘修好了，加入到它以前的raid1阵列(参数a加入)
   mdadm /dev/md10 –a /dev/sdc1 /dev/sdd1
  #再次查看一下raid的状态
   cat /proc/mdstat


  查看一下数据有没丢，结果依然存在。

3．5模拟一下损坏的硬盘没法修好了，重新加新硬盘，且取下的是二块，但只加一块新的试试。
   #模拟损坏sdc1和sdd1
    mdadm /dev/md10 –f /dev/sdc1
    mdadm /dev/md10 –f /dev/sdd1
   #先卸载
umount /raid1data
   关机，取出损坏的硬盘，换上新的硬盘（由于是虚拟机，所以想要几块硬盘就可以加几块）
   #加入的硬盘叫sde，首先分区，改类型为fd(raid),加入md10，命令如下
     fdisk /dev/sde
     n
     p
     回车
     +2000M
     t
     fd
     w
     partprobe
     mdadm /dev/md10 –a /dev/sde1
   #查看一下raid的状态

   #同步完成后，挂载
mount /dev/md10 /raid1data
   #查看其内容有没丢失。
l.s /raid1data          less /raid1data/www


   结论：RAID1只要存在一块好的硬盘，数据就不会丢失。
第四大步，用RAID5试验
4．1 快速步置环境，不多说了，步骤和上面的做raid1一样，只有下面不同(建的raid级别不同)
   mdadm –C /dev/md5 –l 5 –n 4 /dev/sdb2 /dev/sdc2 /dev/sdd2 /dev/sde2
  #挂载到/raid5data
   mount /dev/md5 /raid5data
  #在raid5data目录下建一个www5文件，并写入内空“this is raid5”
  #实现开机自动挂载
   vi /etc/fstab
  #加入如下内容,并保存退出。
  /dev/md5           /raid5data        exit3        defaults      1 2 3 4

4．2损坏其中一块硬盘sde,查看其中内容，数据没有丢失，然后重启也没出问题。
mdadm /dev/md5 –f /dev/sde2
cat /raid5data/www5

数据存在没问题，但查看raud状态时，可以看到有个硬是丢失的。

而且重启后，RAID5中的sde2就看不到了，但数据照样可用，RAID1也一样

4．3再次损坏一块硬盘sdd（加上面损坏的一个共损坏二块了），看效果
   结果系统无法正常启动，提示raid已经失效，因为raid5只能允许坏一块硬盘，而现在坏了二块，为什么前面的RAID1损失二块会没事了，因为RAID1为镜像卷，所有数据都会在每个成员磁盘上有全部数据，所以只要还有一块没坏，它就起的来。输入管理员的密码，进行级别1的单用户模式（救援模式），把自动挂载的fstab文件里raid5删掉或注释掉就能启动了

4．4输入管理员密码，进救援模式，注释掉/etc/fstab里关于raid5的项，重启,能正常进入系统了。但cat /proc/mdstat已经看不到raid5对应的md5了

4．5现在模拟损坏的二块硬盘修好了，放回原地。（结论：按以下步骤可还原数据）
  #先停止运行md5(即raid5)用参数大写的S
mdadm –S /dev/md5
  #再重建这个阵列
mdadm –C /dev/md5 –l 5 –n 4 /dev/sdb2 /dev/sdc2 /dev/sdd2 /dev/sde2
y确认
  #重新挂载
mount /dev/md5 /raid5data
  #查看其中内容在不在（这是最关心的）
   cd /raid5data
   ls
可以看到文件还存在

  #查看文件中的内容有没损坏
cat www5
可以看到内容存在，没被损坏。

4．6现在模拟损坏的二块硬盘修不好了，换上二块新的（sdf和sdg）。
   fdisk /dev/sdf
   n
   p
   2
   回车
   +500M
   t
   fd
   w
   partprobe
同理sdg也一样(分一个sdg2分区)
mdadm –S /dev/md5
mdadm –C /dev/md5 –l 5 –n 4 /dev/sdb2 /dev/sdc2 /dev/sdf2 /dev/sdg2
y
mount /dev/md5 /raid5data
  #查看文件是否不存在,结果www5这个文件仍然存在
   cd /raid5data
   ls

  #查看内容是否还存在,结果内容也存在
  cat www5