linux中创建磁盘阵列

RAID 简介

RAID 是英文Redundant Array of Independent Disks 的缩写，翻译成中文意思是“独立磁盘冗余阵列”，有时也简称磁盘阵列（Disk Array）。

简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份的技术。

组成磁盘阵列的不同方式称为RAID级别（RAID Levels），常见的RAID Level 包括raid0, raid1, raid5, raid10。



一，准备工作


1.在Linux 系统里使用fdisk –l 命令查看所有的物理磁盘


fdisk –l [sda,sdb,sdc...]


2.安装mdadm

mdadm 是multiple devices admin 的简称，它是Linux下的一款标准的软件RAID 管理工具。

查看是否安装了mdadm软件   (如果未安装，则使用yum 方式安装。)

# rpm -qa|grep mdadm

准备工作完毕，下面可以着手创建raid 了。


二，创建RAID1


2.1 新建分区

创建RAID0 需要两块硬盘，所以我们拿/dev/sdb 和/dev/sdc 来实验。

# fdisk /dev/sdb        //对sdb 进行分区

输入"m", 获取帮助，输入"p", 查看分区前磁盘状态

输入"n" 新建分区，这里我们将整个磁盘都划分成一个分区，然后输入"p" 查看分区情况

2.2 修改分区类型

默认新建分区的类型是Linux，代号83，我们需要将其修改为raid 类型。输入"t" ，然后输入"L" 列出所有的文件格式，这里我们选择"fd Linux raid auto", 输入"fd"，然后再输入"p" 查看分区情况，这是分区格式已经变成了Linux raid autodetect.

2.3 保存分区

输入"w" 保存分区。   （使用同样方法对/dev/sdc 进行分区操作）

2.4 查看现在的状态

# fdisk -l /dev/sdb /dev/sdc

2.3  开始创建RAID1 (重点)

# mdadm -C /dev/md1 -ayes -l1 -n2 /dev/sd[b,c]1

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；

/dev/md1　　　　 阵列的设备名称；

/dev/sd{b,c}1　　参与创建阵列的磁盘名称；


2.4 查看raid1 状态

# cat /proc/mdstat

# mdadm -D /dev/md1


说明：Raid Level : 阵列级别；

　　　Array Size : 阵列容量大小；

　　　Raid Devices : RAID成员的个数；

　　　Total Devices : RAID中下属成员的总计个数，因为还有冗余硬盘或分区，也就是spare，为了RAID的正常运珩，随时可以推上去加入RAID的；

　　　State : clean, degraded, recovering 状态，包括三个状态，clean 表示正常，degraded 表示有问题，recovering 表示正在恢复或构建；

　　　Active Devices : 被激活的RAID成员个数；

　　　Working Devices : 正常的工作的RAID成员个数；

　　　Failed Devices : 出问题的RAID成员；

　　　Spare Devices : 备用RAID成员个数，当一个RAID的成员出问题时，用其它硬盘或分区来顶替时，RAID要进行构建，在没构建完成时，这个成员也会被认为是spare设备；

　　　UUID : RAID的UUID值，在系统中是唯一的；



2.5  创建RAID 配置文件/etc/mdadm.conf

RAID 的配置文件为/etc/mdadm.conf，默认是不存在的，需要手工创建。

该配置文件的主要作用是系统启动的时候能够自动加载软RAID，同时也方便日后管理。但不是必须的，推荐对该文件进行配置。

我们这里需要创建这个文件，测试中发现，如果没有这个文件，则reboot 后，已经创建好的md1 会自动变成md127。

/etc/mdadm.conf 文件内容包括：

由DEVICE 选项指定用于软RAID的所有设备，和ARRAY 选项所指定阵列的设备名、RAID级别、阵列中活动设备的数目以及设备的UUID号。


2.5.1 创建/etc/mdadm.conf

# echo DEVICE /dev/sd{b,c}1 >> /etc/mdadm.conf

# echo mdadm -D /dev/md1  >> /etc/mdadm.conf   (这个追加的内容是不标准的，最后一定要修改格式)

2.5.2 修改配置文件  （一定要是如下的格式）

当前生成的/etc/mdadm.conf 文件内容并不符合所规定的格式，所以也是不生效的，这时需要手工修改该文件内容为如下格式：

# cat /etc/mdadm.conf

DEVICE /dev/sdb1 /dev/sdc1

ARRAY /dev/md1 level=raid1 num-devices=2 UUID=5160ea40:cb2b44f1:c650d2ef:0db09fd0

2.6 格式化磁盘阵列

# mkfs.ext4 /dev/md1

2.7 建立挂载点并挂载

# mkdir /raid1

# mount /dev/md1 /raid1/

#df -Th         //查看最终是否挂载成功

2.8  写入/etc/fstab

为了下次开机还能正常使用我们的RAID设备，需要将挂载的信息写入/etc/fstab 文件中。

追加末尾内容：/dev/md1             /raid1                  ext4    defaults        0 0


到此为止，磁盘阵列raid1 已经配置完毕。（raid5配置类似，只是在创建磁盘阵列时，多了一个硬盘设备，把raid1改为raid5就行了）

重启之后，运行：df -Th  查看磁盘阵列已经挂载上，说明配置成功。


三  RAID维护



RAID 做好之后，还需要进行日常的维护操作，比如其中一块物理硬盘损坏，我们需要进行更换故障磁盘的操作，下面我们将模拟raid5 中磁盘损坏来讲解软RAID 的维护操作。

3.1 模拟磁盘损坏

在实际中，当软RAID 检测到某个磁盘有故障时，会自动标记该磁盘为故障磁盘，并停止对故障磁盘的读写操作。在这里我们将/dev/sdh1 模拟为出现故障的磁盘，命令如下：

# mdadm /dev/md5 -f /dev/sdh1



3.2 查看重建状态

在上面创建RAID 5过程中，我们设置了一个热备盘，所以当有标记为故障磁盘的时候，热备盘会自动顶替故障磁盘工作，阵列也能够在短时间内实现重建。通过查看"/proc/mdstat" 文件可以看到当前阵列的状态

3.3 查看之前写入的测试数据是否还在

#cd /raid5
#ls   如果有数据显示，说明数据正常，未丢失。


3.4 重建完毕后查看阵列状态

cat /proc/mdstat

当前的RAID 设备又恢复了正常。


3.5   移除损坏的磁盘

移除刚才模拟出现故障的/dev/sdh1，操作如下：  mdadm /dev/md5 -r /dev/sdh1


3.6 再次查看md5的状态

mdadm -D /dev/md5    

/dev/sdh1 已经移除了。


3.7  新加热备磁盘

如果是实际生产中添加新的硬盘，同样需要对新硬盘进行创建分区的操作，这里我们为了方便，将刚才模拟损坏的硬盘再次新加到raid5 中。

 mdadm /dev/md5 -a /dev/sdh1

3.8  查看raid5 阵列状态

cat /proc/mdstat

/dev/sdh1 已经变成了热备盘。

3.9 查看测试数据

#ls /raid5   如果数据还和原来的一样  说明数据没有丢失



四 向RAID中增加存储硬盘


如果现在已经做好的RAID 空间还是不够用的话，那么我们可以向里面增加新的硬盘，来增加RAID 的空间。


4.1 在虚拟机中添加物理硬盘

上面我们已经在虚拟机中添加了八块硬盘，这里需要模拟新增硬盘，所以首先将虚拟机关闭，然后在存储里再次新增一块5GB的硬盘。然后分区等等操作，这里不再赘述。


4.2 向RAID 中新加一块硬盘

# mdadm /dev/md5 -a /dev/sdj1


查看此时的RAID 状态    mdadm -D /dev/md5  


默认情况下，我们向RAID 中增加的磁盘，会被默认当作热备盘，我们需要把热备盘加入到RAID 的活动盘中。


4.3 热备盘转换成活动盘

# mdadm -G /dev/md5 -n4


查看此时的RAID 状态    mdadm -D /dev/md5  


/dev/sdj1 已经变成了活动盘，但是Array Size : 10465280 (9.98 GiB 10.72 GB) 并没有变大，这是因为构建没有完成，图中也可以看出Status 为clean, reshaping。

等RAID 完成构建后，RAID的容量就会改变为（4-1）x 5GB，查看进度可以参考Reshape Status，也可以参考/proc/mdstat.


构建完毕后的RAID 状态： mdadm -D /dev/md5

Array Size : 15697920 (14.97 GiB 16.07 GB)，磁盘容量已经增加了。

4.4 扩容文件系统

RAID 构建完毕后，阵列容量增加，但是文件系统还没有增加，这时我们还需要对文件系统进行扩容。

# df –TH

# resize2fs /dev/md5

# df –TH

文件系统已经扩容到15G，而且测试数据正常，未丢失，新增物理硬盘成功。


4.5   修改RAID 配置文件/etc/mdadm.conf

4.6   reboot 测试


重启系统后，一切正常，Linux下配置软RAID成功。