RAID 1 软件实现(Linux 系统)

2020-06-10 16:01:07来源:博客园 阅读 ()

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RAID 1 软件实现(Linux 系统)

实现raid有2种方式:

软件 RAID 的性能较低,因为其使用主机的资源。 需要加载 RAID 软件以从软件 RAID 卷中读取数据。在加载 RAID 软件前,操作系统需要引导起来才能加载 RAID 软件。在软件 RAID 中无需物理硬件。零成本投资。

硬件 RAID 的性能较高。他们采用 PCI Express 卡物理地提供有专用的 RAID 控制器。它不会使用主机资源。他们有 NVRAM 用于缓存的读取和写入。缓存用于 RAID 重建时,即使出现电源故障,它会使用后备的电池电源保持缓存。对于大规模使用是非常昂贵的投资。

RAID有不同的级别。在这里,我们仅列出在真实环境下的使用最多的 RAID 级别。

    • RAID0 = 条带化
    • RAID1 = 镜像
    • RAID5 = 单磁盘分布式奇偶校验
    • RAID6 = 双磁盘分布式奇偶校验
    • RAID10 = 镜像 + 条带。(嵌套RAID)

e850352ac65c103887cd779ab3119313b07e8933

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%,以四块80GB容量的硬盘来讲,可利用的磁盘空间仅为160GB。另外,出现硬盘故障的RAID系统不再可靠,应当及时的更换损坏的硬盘,否则剩余的镜像盘也出现问题,那么整个系统就会崩溃。更换新盘后原有数据会需要很长时间同步镜像,外界对数据的访问不会受到影响,只是这时整个系统的性能有所下降。因此,RAID 1多用在保存关键性的重要数据的场合。

RAID 1主要是通过二次读写实现磁盘镜像,所以磁盘控制器的负载也相当大,尤其是在需要频繁写入数据的环境中。为了避免出现性能瓶颈,使用多个磁盘控制器就显得很有必要。

RAID 1 :磁盘利用率为50%,二次读写实现磁盘镜像。

1、准备工作

安装系统后,主板上连接2块硬盘,这里我用虚拟机做实验。

试验系统:Centos 8.1.1911

2、创建逻辑卷RAID 1

查看逻辑卷及分区

[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
sdc           8:32   0    1G  0 disk
sr0          11:0    1 1024M  0 rom
[root@study ~]#

我们使用sdb 和 sdc 简历逻辑卷RAID1

[root@study ~]# mdadm -C /dev/md0 -l raid1 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
    may not be suitable as a boot device.  If you plan to
    store '/boot' on this device please ensure that
    your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
    --metadata=0.90
Continue creating array?
Continue creating array? (y/n) y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
[root@study ~]#

查看状态

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:24:52 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]#

格式化分区并挂载使用

[root@study ~]# mkfs.ext4 /dev/md0
mke2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
创建含有 261632 个块(每块 4k)和 65408 个inode的文件系统
文件系统UUID:07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772
超级块的备份存储于下列块:
	32768, 98304, 163840, 229376

正在分配组表: 完成
正在写入inode表: 完成
创建日志(4096 个块)完成
写入超级块和文件系统账户统计信息: 已完成

[root@study ~]# mkdir /mnt/raid1
[root@study ~]# mount /dev/md0 /mnt/raid1/
[root@study ~]# echo "this is linux raid1" > /mnt/raid1/readme.txt
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/readme.txt
-rw-r--r--. 1 root root 20 6月   9 07:27 /mnt/raid1/readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

配置自动挂载

[root@study ~]# umount /mnt/raid1
[root@study ~]# blkid /dev/md0
/dev/md0: UUID="07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772" TYPE="ext4"
[root@study ~]# vim /etc/fstab
[root@study ~]# cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu May 28 03:40:23 2020
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/cl-root     /                       xfs     defaults        0 0
UUID=9df293e1-6753-4be2-9733-dad673e61f4a /boot                   ext4    defaults        1 2
/dev/mapper/cl-swap     swap                    swap    defaults        0 0
UUID="07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772" /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0
[root@study ~]# mount -a
[root@study ~]# df -h
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs             885M     0  885M    0% /dev
tmpfs                903M     0  903M    0% /dev/shm
tmpfs                903M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                903M     0  903M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.3G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]#

3、模拟raid磁盘故障

移除磁盘sdc。

移除后,partprobe刷新下分区。

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:30:15 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]# partprobe /dev/md0
[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1 /mnt/raid1
sr0          11:0    1 1024M  0 rom

查看raid1状态数据

发现数据依然存在,没有影响到数据。

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:35:17 2020
             State : clean, degraded
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 1
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       -       0        0        1      removed

       1       8       32        -      faulty   /dev/sdc
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/
总用量 20
drwx------. 2 root root 16384 6月   9 07:26 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root    20 6月   9 07:27 readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

修复RAID1

移除故障磁盘,插入新磁盘,然后重启服务器。

[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1 /mnt/raid1
sdc           8:32   0    1G  0 disk
sr0          11:0    1 1024M  0 rom
[root@study ~]# df -h
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs             886M     0  886M    0% /dev
tmpfs                904M     0  904M    0% /dev/shm
tmpfs                904M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                904M     0  904M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.4G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]# umount /mnt/raid1
[root@study ~]# mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc
mdadm: added /dev/sdc
[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1
sdc           8:32   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1
sr0          11:0    1 1024M  0 rom

查看数据

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 21:11:45 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 53

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       2       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]# mount -a
[root@study ~]# df -h
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs             886M     0  886M    0% /dev
tmpfs                904M     0  904M    0% /dev/shm
tmpfs                904M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                904M     0  904M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.4G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/
总用量 20
drwx------. 2 root root 16384 6月   9 07:26 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root    20 6月   9 07:27 readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#


读书和健身总有一个在路上

原文链接:https://www.cnblogs.com/Renqy/p/13083241.html
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