18.RAID介绍和部署磁盘阵列

1.RAID

RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立冗余磁盘阵列）技术具备的冗余备份机制以及提升了的硬盘吞吐量。

1）RAID 0：把多块物理硬盘设备（至少两块）通过硬件或软件的方式串联在一起，组成一个大的卷组，并将数据依次写入到各个物理硬盘中。从而能够有效地提升硬盘数据的吞吐速度。

但是RAID 0其中任何一块硬盘发生故障都会损坏整个系统的数据。故RAID 0不具备数据备份和错误修复能力。

2）RAID 1：把两块以上的硬盘设备进行绑定，在写入数据时，是将数据同时写入到多块硬盘设备上（可以将其视为数据的镜像或备份）。当其中某一块硬盘发生故障后，一般会立即自动以热交换的方式来恢复数据的正常使用。

RAID 1技术虽然十分注重数据的安全性，但是因为是在多块硬盘设备中写入了相同的数据，因此硬盘设备的利用率得以下降。

3）RAID 5：是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。RAID 5 磁盘阵列组中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中，而是存储到除自身以外的其他每一块硬盘设备上，这样的好处是其中任何一设备损坏后不至于出现致命缺陷；

硬盘中的parity 部分存放的就是数据的奇偶校验信息，换句话说，就是RAID 5 技术实际上没有备份硬盘中的真实数据信息，而是当硬盘设备出现问题后通过奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据。RAID 5“妥协”地兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题。

4）RAID 10：需要至少4 块硬盘来组建，其中先分别两两制作成RAID 1 磁盘阵列，以保证数据的安全性；然后再对两个RAID 1 磁盘阵列实施RAID 0 技术，进一步提高硬盘设备的读写速度。

这样从理论上来讲，只要坏的不是同一组中的所有硬盘，那么最多可以损坏50%的硬盘设备而不丢失数据。由于RAID 10 技术继承了RAID 0 的高读写速度和RAID1 的数据安全性，在不考虑成本的情况下RAID 10 的性能都超过了RAID 5，因此当前成为广泛使用的一种存储技术。

2.mdadm ：管理Linux 系统中的软件RAID 硬盘阵列，格式为“mdadm [模式] <RAID 设备名称> [选项] [成员设备名称]”。

[root@Centos ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
mdadm: layout defaults to n2
mdadm: layout defaults to n2
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: size set to 20954624K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

其次，把制作好的 RAID 磁盘阵列格式化为ext4 格式。

[root@Centos ~]# mkfs.ext4 /dev/md0
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=128 blocks, Stripe width=256 blocks
2621440 inodes, 10477312 blocks
523865 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2157969408
320 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
4096000, 7962624
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

再次，创建挂载点然后把硬盘设备进行挂载操作。挂载成功后可看到可用空间为40GB。

[root@Centos ~]# mkdir /RAID
[root@Centos ~]# mount /dev/md0 /RAID
[root@Centos ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root 18G 3.0G 15G 17% /
devtmpfs 905M 0 905M 0% /dev
tmpfs 914M 84K 914M 1% /dev/shm
tmpfs 914M 8.9M 905M 1% /run
tmpfs 914M 0 914M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0 3.5G 3.5G 0 100% /media/cdrom
/dev/sda1 497M 119M 379M 24% /boot
/dev/md0 40G 49M 38G 1% /RAID

最后，查看/dev/md0 磁盘阵列的详细信息，并把挂载信息写入到配置文件中，使其永久生效。

[root@Centos ~]#mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Tue May 5 07:43:26 2017
Raid Level : raid10
Array Size : 41909248 (39.97 GiB 42.92 GB)
Used Dev Size : 20954624 (19.98 GiB 21.46 GB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Tue May 5 07:46:59 2017
State : clean
Active Devices : 4
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0
Layout : near=2
Chunk Size : 512K
Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain)
UUID : cc9a87d4:1e89e175:5383e1e8:a78ec62c
Events : 17
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
1 8 32 1 active sync /dev/sdc
2 8 48 2 active sync /dev/sdd
3 8 64 3 active sync /dev/sde
[root@linuxprobe ~]# echo "/dev/md0 /RAID ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab