RAID原理

最新推荐文章于 2023-11-13 14:50:30 发布

Larissa @_@

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_52623251/article/details/111870553

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本文介绍了RAID的几种级别，包括RAID0、RAID1、RAID5和RAID10，详细阐述了创建、管理和维护这些RAID级别的过程，包括添加硬盘、创建阵列、挂载分区、故障处理及扩展等操作。通过实例展示了如何使用mdadm工具进行RAID管理，包括创建、停止、故障移除和扩展RAID阵列，并提供了相关的命令汇总。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

raid0

raid0 ：至少两块读写速度块但安全性不高
添加几个硬盘(5G 3个)

[root@localhost ~]# mount /dev/cdrom /opt/centos （根据自己的yum源进行挂载）

[root@localhost ~]# yum install mdadm -y
[root@localhost ~]# mdadm --help （可以不输此命令）

[root@localhost ~]# mdadm --help-options
Some common options are:
 --assemble    -A   : Assemble an array
  --build       -B   : Build an array without metadata
  --create      -C   : Create a new array
  --detail      -D   : Display details of an array
  --examine     -E   : Examine superblock on an array component
  [root@localhost ~]#  mdadm -C --help

[root@localhost~]# fdisk /dev/sdb 分两个区，为1G

[root@localhost ~]# mdadm -C /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb[1-2]           
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

-C /dev/。。 raid名称
-l raid等级
-n 磁盘数量

[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat 查看所有运行的RAID阵列的状态
Personalities : [raid0]
md0 : active raid0 sdb2[1] sdb1[0]
2095104 blocks super 1.2 512k chunks

unused devices:

[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md0          查询此raid盘的详情信息
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Tue Dec 29 00:39:49 2020
     Raid Level : raid0
     Array Size : 2095104 (2046.34 MiB 2145.39 MB)
   Raid Devices : 2
  Total Devices : 2
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Tue Dec 29 00:39:49 2020
          State : clean 
 Active Devices : 2
Working Devices : 2
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 0

     Chunk Size : 512K

           Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
           UUID : 5d7adbe8:29d1a72c:36d6aa16:2f5ec1d4
         Events : 0

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       17        0      active sync   /dev/sdb1
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2

[root@localhost ~]# mdadm -Ds 查询uuid
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=localhost.localdomain:0 UUID=5d7adbe8:29d1a72c:36d6aa16:2f5ec1d4

给raid0分区：
[root@localhost ~]# fdisk /dev/md0 （分区，为1G）

[root@localhost ~]# lsblk     查看分区详情
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda               8:0    0   60G  0 disk  
├─sda1            8:1    0  500M  0 part  /boot
└─sda2            8:2    0 59.5G  0 part  
  ├─centos-root 253:0    0 38.6G  0 lvm   /
  ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 18.9G  0 lvm   /home
sdb               8:16   0    5G  0 disk  
├─sdb1            8:17   0    1G  0 part  
│ └─md0           9:0    0    2G  0 raid0 
│   └─md0p1     259:1    0    1G  0 md    
└─sdb2            8:18   0    1G  0 part  
  └─md0           9:0    0    2G  0 raid0 
    └─md0p1     259:1    0    1G  0 md    
sdc               8:32   0    5G  0 disk  
sdd               8:48   0    5G  0 disk  
sr0              11:0    1    4G  0 rom   /opt/centos

格式化

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/md0p1          格式化
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
65536 inodes, 262144 blocks
13107 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=268435456
8 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
        32768, 98304, 163840, 229376

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

[root@localhost ~]# mkdir /opt/md0
[root@localhost ~]# mount /dev/md0p1 /opt/md0

[root@localhost ~]# df -h    查看挂载情况
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root   39G  874M   38G   3% /
devtmpfs                 903M     0  903M   0% /dev
tmpfs                    913M     0  913M   0% /dev/shm
tmpfs                    913M  8.5M  904M   1% /run
tmpfs                    913M     0  913M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-home   19G   33M   19G   1% /home
/dev/sda1                497M  125M  373M  25% /boot
tmpfs                    183M     0  183M   0% /run/user/0
/dev/sr0                 4.1G  4.1G     0 100% /opt/centos
/dev/md0p1               976M  2.6M  907M   1% /opt/md0

raid1

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdc (创建3个分区，都为1G)

[root@localhost ~]# mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sdc[1-3]
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/md1 started.

-x：为热备盘数
-l raid等级
-n 磁盘数量

查看所有运行的RAID阵列的状态

[root@jing ~]# cat /proc/mdstat      查看raid详情
Personalities : [raid0] [raid1] 
md1 : active raid1 sdc3[2](S) sdc2[1] sdc1[0]
      1047552 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
      
md0 : active raid0 sdb2[1] sdb1[0]
      2095104 blocks super 1.2 512k chunks
      
unused devices: <none>

-s 为空闲盘

查询uuid查询uuid

[root@jing ~]# mdadm -Ds 
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=jing:0 UUID=a53a57ac:5eb1561f:1409a534:d5e28d8b
ARRAY /dev/md1 metadata=1.2 spares=1 name=jing:1 UUID=61b4eda5:dd2d14c9:4bec3e3b:a6e3457a

查询此raid盘的详情信息

[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       33        0      active sync   /dev/sdc1
       1       8       34        1      active sync   /dev/sdc2

[root@jing ~]# fdisk /dev/md1 （创建分区，为500M）
[root@jing ~]# mkfs.ext4 /dev/md1p1 格式化
[root@jing ~]# mkdir /opt/md1
[root@jing ~]# mount /dev/md1p1 /opt/md1 挂载

[root@jing ~]# df -h    查看挂载情况
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root   17G  948M   17G   6% /
devtmpfs                 901M     0  901M   0% /dev
tmpfs                    912M     0  912M   0% /dev/shm
tmpfs                    912M  8.7M  903M   1% /run
tmpfs                    912M     0  912M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  143M  872M  15% /boot
tmpfs                    183M     0  183M   0% /run/user/0
/dev/sr0                 4.3G  4.3G     0 100% /opt/cdrom
/dev/md0p1               976M  2.6M  907M   1% /opt/md0
/dev/md1p1               477M  2.3M  445M   1% /opt/md1

raid1中/dev/sdc1出现故障，观察/dev/sdc3 备用盘能否自动顶替故障盘

先设置动态查看设备状态 (watch： -n 可以实时查看改变的内容）

[root@jing ~]# watch -n 1 cat /proc/mdstat     先设置动态查看设备状态   (watch： -n  可以实时查看改变的内容）
Every 1.0s: cat /proc/mdstat                                               Tue Dec 29 10:23:13 2020

Personalities : [raid0] [raid1]
md1 : active raid1 sdc3[2](S) sdc2[1] sdc1[0]
      1047552 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

md0 : active raid0 sdb2[1] sdb1[0]
      2095104 blocks super 1.2 512k chunks

unused devices: <none>

将/dev/sdc1指定为故障状态
[root@jing ~]# mdadm -f /dev/md1 /dev/sdc1
mdadm: set /dev/sdc1 faulty in /dev/md1
-f 故障
-r 删除

再查看状态

Every 1.0s: cat /proc/mdstat                                               Tue Dec 29 10:25:48 2020

Personalities : [raid0] [raid1]
md1 : active raid1 sdc3[2] sdc2[1] sdc1[0](F)
      1047552 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

md0 : active raid0 sdb2[1] sdb1[0]
      2095104 blocks super 1.2 512k chunks

unused devices: <none>

最后热插拔：（以下命令相当于你拔掉U盘时，右击安全退出）
[root@localhost ~]# mdadm -r /dev/md1 /dev/sdc1
mdadm: hot removed /dev/sdc1 from /dev/md1

raid5

[root@jing ~]# fdisk /dev/sdd (3个主分区，1个扩展分区，1个逻辑分区)
[root@jing ~]# mdadm -C /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdd[1-4]
[root@jing ~]# partprobe 刷新分区

测试：
1、先分区
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
刷新分区
[root@localhost ~]# partprobe
2、故障移除
[root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md5 /dev/sdd1
[root@localhost ~]# mdadm -r /dev/md5 /dev/sdd1
3、在raid5上再继续扩展一个盘
[root@localhost ~]# mdadm -a /dev/md5 /dev/sdb3
mdadm: added /dev/sdb3

[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] 
md5 : active raid5 sdb3[5](S) sdd3[4] sdd2[1] sdd1[0]
      2095104 blocks super 1.2 level 5, 32k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
（可以看出加进去的盘是热备盘而不是运作的盘）

[root@localhost ~]# fdisk /dev/md5

[root@jing ~]# 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  
  ├─centos-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb               8:16   0    5G  0 disk  
├─sdb1            8:17   0    1G  0 part  
│ └─md0           9:0    0    2G  0 raid0 
│   └─md0p1     259:1    0    1G  0 md    /opt/md0
├─sdb2            8:18   0    1G  0 part  
│ └─md0           9:0    0    2G  0 raid0 
│   └─md0p1     259:1    0    1G  0 md    /opt/md0
└─sdb3            8:19   0    1G  0 part  
  └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
    └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    
sdc               8:32   0    5G  0 disk  
├─sdc1            8:33   0    1G  0 part  
├─sdc2            8:34   0    1G  0 part  
│ └─md1           9:1    0 1023M  0 raid1 
│   └─md1p1     259:2    0  500M  0 md    /opt/md1
└─sdc3            8:35   0    1G  0 part  
  └─md1           9:1    0 1023M  0 raid1 
    └─md1p1     259:2    0  500M  0 md    /opt/md1
sdd               8:48   0    5G  0 disk  
├─sdd1            8:49   0    1G  0 part  
├─sdd2            8:50   0    1G  0 part  
│ └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
│   └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    
├─sdd3            8:51   0    1G  0 part  
│ └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
│   └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    
└─sdd4            8:52   0    1G  0 part  
  └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
    └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    
sr0              11:0    1  4.2G  0 rom   /opt/cdrom

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/md5p1 格式化
[root@localhost ~]# mkdir /opt/md5
[root@localhost ~]# mount /dev/md5p1 /opt/md5/ 挂载

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root   17G  948M   17G   6% /
devtmpfs                 901M     0  901M   0% /dev
tmpfs                    912M     0  912M   0% /dev/shm
tmpfs                    912M  8.7M  903M   1% /run
tmpfs                    912M     0  912M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  143M  872M  15% /boot
tmpfs                    183M     0  183M   0% /run/user/0
/dev/sr0                 4.3G  4.3G     0 100% /opt/cdrom
/dev/md0p1               976M  2.6M  907M   1% /opt/md0
/dev/md1p1               477M  2.3M  445M   1% /opt/md1
/dev/md5p1               976M  2.6M  907M   1% /opt/md5

raid10

[root@jing ~]# mdadm -S /dev/md0 停止指定raid
mdadm: stopped /dev/md0
故障移除
[root@jing ~]# mdadm -f /dev/md5 /dev/sdb3
mdadm: set /dev/sdb3 faulty in /dev/md5
[root@jing ~]# mdadm -r /dev/md5 /dev/sdb3
mdadm: hot removed /dev/sdb3 from /dev/md5

[root@jing ~]# 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  
  ├─centos-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb               8:16   0    5G  0 disk  
├─sdb1            8:17   0    1G  0 part  
├─sdb2            8:18   0    1G  0 part  
├─sdb3            8:19   0    1G  0 part  
└─sdb4            8:20   0    1G  0 part  
sdc               8:32   0    5G  0 disk  
├─sdc1            8:33   0    1G  0 part  
├─sdc2            8:34   0    1G  0 part  
│ └─md1           9:1    0 1023M  0 raid1 
│   └─md1p1     259:2    0  500M  0 md    /opt/md1
└─sdc3            8:35   0    1G  0 part  
  └─md1           9:1    0 1023M  0 raid1 
    └─md1p1     259:2    0  500M  0 md    /opt/md1
sdd               8:48   0    5G  0 disk  
├─sdd1            8:49   0    1G  0 part  
├─sdd2            8:50   0    1G  0 part  
│ └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
│   └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    /opt/md5
├─sdd3            8:51   0    1G  0 part  
│ └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
│   └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    /opt/md5
└─sdd4            8:52   0    1G  0 part  
  └─md5           9:5    0    2G  0 raid5 
    └─md5p1     259:3    0    1G  0 md    /opt/md5
sr0              11:0    1  4.2G  0 rom   /opt/cdrom

[root@jing ~]# mdadm -C /dev/md10 -l 10 -n 4 /dev/sdb[1-4]
mdadm: /dev/sdb1 appears to be part of a raid array:
level=raid0 devices=2 ctime=Tue Dec 29 09:47:37 2020
mdadm: /dev/sdb2 appears to be part of a raid array:
level=raid0 devices=2 ctime=Tue Dec 29 09:47:37 2020
mdadm: /dev/sdb3 appears to be part of a raid array:
level=raid5 devices=3 ctime=Tue Dec 29 11:09:46 2020
Continue creating array?
Continue creating array? (y/n) y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md10 started.

[root@jing ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10] 
md10 : active raid10 sdb4[3] sdb3[2] sdb2[1] sdb1[0]
      2095104 blocks super 1.2 512K chunks 2 near-copies [4/4] [UUUU]
      
md5 : active raid5 sdd3[4] sdd4[3] sdd2[1]
      2095104 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
      
md1 : active raid1 sdc3[2] sdc2[1]
      1047552 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
      
unused devices: <none>

[root@jing ~]# mdadm -D /dev/md10 查看是那些盘或分区
/dev/md10:
Version : 1.2
Creation Time : Tue Dec 29 11:53:58 2020
Raid Level : raid10
Array Size : 2095104 (2046.00 MiB 2145.39 MB)
Used Dev Size : 1047552 (1023.00 MiB 1072.69 MB)
Raid Devices : 4
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent

   Update Time : Tue Dec 29 11:54:09 2020
         State : clean 
Active Devices : 4

Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0

        Layout : near=2
    Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

          Name : jing:10  (local to host jing)
          UUID : 7986a795:8d90b66f:3c4f6e0a:5e6e9055
        Events : 17

Number   Major   Minor   RaidDevice State
   0       8       17        0      active sync set-A   /dev/sdb1
   1       8       18        1      active sync set-B   /dev/sdb2
   2       8       19        2      active sync set-A   /dev/sdb3
   3       8       20        3      active sync set-B   /dev/sdb4

删除raid

[root@localhost ~]# df -Th（查看挂载情况）
[root@localhost ~]# umount /dev/md0p1 （停的时候确保所有都是umount状态）
[root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md0（查看是那些盘或分区）
[root@localhost ~]# mdadm -S /dev/md0 （关闭raid）
mdadm: stopped /dev/md0
[root@localhost ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdb[1-2] （清除raid标识，以此类推）

其他参数：
[root@localhost ~]# mdadm -S /dev/md0 （停止指定raid）
[root@localhost ~]# mdadm -Ss （停止所有raid）
[root@localhost ~]# mdadm -As /dev/md0（开启指定raid）
[root@localhost ~]# mdadm -As （开启所有raid）

命令汇总

创建
[root@localhost ~]# mdadm --create（-C） /dev/md1 --level=1（-l） --raid-devices=2 （-n）/dev/sdc1 /dev/sdd1
标记故障
[root@localhost aaa]# mdadm /dev/md1 --fail （-f）/dev/sdc1
移除
[root@localhost aaa]# mdadm /dev/md1 --remove（-r） /dev/sdc1
添加
[root@localhost aaa]# mdadm /dev/md1 --add （-a）/dev/sde1
显示详情信息
[root@localhost aaa]# mdadm --detail（-D） /dev/md1
停止
[root@localhost ~]# mdadm --stop （-S）/dev/md0
清除raid标识
[root@localhost ~]# mdadm --help
[root@localhost ~]# mdadm --misc --help
[root@localhost ~]# mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdb[1-2]