本文将带领各位初识 Raid 磁盘阵列, 下面将分为几个部分进行讲解:
各个类型的 RAID 磁盘阵列详解
阵列卡介绍
构建软 RAID 磁盘阵列实操
在正式解释各类 RAID 阵列之前, 首先来了解一下什么是磁盘阵列?
磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Drives,RAID), 有 "独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列" 之意.?
磁盘阵列是由很多块独立的磁盘, 组合成一个容量巨大的磁盘组, 利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能. 利用这项技术, 将数据切割成许多区段, 分别存放在各个硬盘上.
磁盘阵列还能利用同位检查 (Parity Check) 的观念, 在数组中任意一个硬盘故障时, 仍可读出数据, 在数据重构时, 将数据经计算后重新置入新硬盘中.
一, 各个类型的 RAID 磁盘阵列详解
(1)RAID 0
RAID 0 磁盘阵列并行读 / 写于多个磁盘, 因此会有很高的数据传输率, 但是由于其读写规律所限制, 自身没有数据冗余, 可靠性非常的差, 一旦有一块磁盘损坏, 数据会完全损坏. 因此不能算严格意义的 RAID 结构.
组成: 可由一块块磁盘并行组成(容量为所有磁盘总和)
结构示意图:
(2)RAID 1
RAID 1 磁盘阵列通过磁盘数据镜像实现数据冗余, 在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据. RAID 1 阵列是所有阵列中成本最高的, 但能提供很高的数据安全性和可用性. 一旦有一块磁盘损坏, 系统可以自动读取镜像磁盘里的内容, 不会丢失数据.
组成: 最低需由两块及以上的偶数磁盘组成(容量为 N/2 的容量, N 为偶数)
结构示意图:
(3)RAID 5-- 较为常用
RAID 5 磁盘阵列由 N(N≥3)块磁盘组成, 其中有一块磁盘不进行数据的存储而是存储校验数据, N 块盘同时读写, 读取性能很高, 但由于有校验机制的存在, 写入效率相对较差. 但是正是由于校验机制的存在, RAID 5 的可靠性高, 可最多允许损坏一块磁盘, 而不会影响数据的完整.
组成: 最低需要由三块磁盘组成(容量为 n-1/n)
结构示意图:
(4)RAID 6-- 较为常用
RAID 6 磁盘阵列由 N(N≥4)块磁盘组成, 其基本组成与 RAID 5 基本一致, 不过 RAID 6 可以看做 RAID 5 的效果加强版, RAID 6 相对于 5 增加了第二块磁盘用于进行数据校验. 即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用. 但相对于 RAID 5 有更大的写损失, 写入能力会更差.
组成: 最低需要由四块磁盘组成(容量为 n-2/n)
结构示意图:
(5)RAID 10-- 较为常用
RAID 10 磁盘阵列顾名思义为 RAID 1+0 的组合, 先做镜像(两个 RAID 1 阵列), 再做条带(一个 RAID 0 阵列).RAID10 磁盘阵列同时兼顾了 RAID 1 的高容错率与 RAID 0 的高读写率的优点, 属于混合型 RAID.
组成: N 块盘两两镜像, 再组合成 RAID 0(容量为 N/2)
结构组成图:
二, 阵列卡介绍
阵列卡全称为磁盘阵列卡, 是用来实现 RAID 功能的板卡, 通常 RAID 卡分为硬 RAID 卡和软 RAID 卡两种. 通过硬件来实现 RAID 功能的就是硬 RAID. 通过软件并使用 CPU 的 RAID 卡成为软 RAID 卡, 其接口主要分为 IDE 接口, SCSI 接口, SATA 接口和目前比较新的 SAS 接口. 不同的 RAID 卡支持的 RAID 功能不同, 比如支持 RAID 0,RAID 1,RAID 5,RAID 6,RAID 1+0 不等.
三, 构建软 RAID 磁盘阵列实操
在开始构建 RAID 磁盘阵列之前, 有一点是非常重要的 -- 那就是构建软 RAID 的工具: mdadm 软件包, 如果 Liunx 中没有安装该软件包, 那么将无法进行磁盘阵列的构建(步骤 1), 检查完软件包的安装情况就可进行接下来的实验了.
(1)构建 RIAD 0 磁盘阵列
首先, 为虚拟机中的实验服务器增加两块容量相同的磁盘(本次实验均在虚拟机中进行)
安装完后, 重启服务器, 并用 Xshell 进行远程连接. 开启我们的实验.
进入 / dev 目录下, 检查磁盘是否安装成功(步骤 1), 使用 "fdisk" 命令进入到磁盘管理工具界面, 在交互界面中首先按 "L" 即可查询到所有磁盘格式对应的 ID 号 -- 磁盘阵列为 fd(步骤 2), 接着依次按 "n" 新建磁盘分区 --"t" 修改磁盘格式(修改 HEX 代码为 fd)--"w" 保存退出(步骤 3), 完成第一块磁盘分区的创建(另一块同理).
完成以上所有的准备工作后, 下面就是正式构建 RAID 的步骤了
使用 "mdadm -C -v /dev/raid0 -l0 -n2 /dev/sd[b-c]1"(步骤 1)其中:
-C-- 创建磁盘阵列
-v-- 显示详细过程
-l0-- 表示级别为 0 级
-n2-- 由两块磁盘组成
创建完成后可通过 "mdadm -D" 对新建的磁盘阵列 RAID 0 进行查看(步骤 2)
或者也可以使用 "cat /proc/mdstat" 查看 raid 信息进行检查(步骤 3)
这样一块完整的 RAID 0 磁盘阵列就构建好了.
(2)构建 RIAD 1 磁盘阵列
恢复虚拟机快照, 构建 RAID 1 磁盘阵列的前期准备与 RAID 0 相同, 都是添磁盘 -- 新建分区, 修改格式, 这里就不重复了, 直接上准备完毕的图(之后的 RAID 5,6,1+0 都是如此)
准备完成后, 输入 "mdadm -C -v /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[b-c]1" 进行 RAID 1 的构建(步骤 1), 并使用 "mdadm -D" 进行检查(步骤 2)
这样一块完整的 RAID 1 磁盘阵列就构建好了.
(3)构建 RIAD 5 磁盘阵
接着上面的实验继续为虚拟机添加四块磁盘, 并完成磁盘的分区, 随即开始 RAID 5 磁盘阵列的构建.
或许有的朋友要问了: RAID 5 磁盘阵列只要三块磁盘就能构建, 为什么要用四块呢? 不要急, 随着实验我会慢慢说明添加四块磁盘的用意.
输入 "mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[d-f]1 -x1 /dev/sdg1" 进行 RAID 5 的构建 (步骤 1) 并使用 "mdadm -D" 进行检查(步骤 2)
这时候就不难看出我准备四块磁盘的用意了, 之前在创建 RAID 5 的时候输的 "-x1" 就是代表有一块磁盘作为冗余磁盘, 一旦工作的磁盘发生损坏, 冗余磁盘会自动进行更替, 保证数据的完整性.
(4)构建 RIAD 6 磁盘阵列
恢复虚拟机快照为其添加四块磁盘, 并为进行磁盘分区, 然后就开始 RAID 6 磁盘阵列的设置. 跟之前一样, 输入 "mdadm -C -v /dev/md6 -l6 -n4 /dev/sd[b-e]1"(步骤 1)这里我就不设置冗余磁盘了, 接着输入 "cat /proc/mdstat" 进行检查(步骤 2)
(5)构建 RIAD 1+0 磁盘阵列
因为 RAID1+0 阵列由两个 RAID 1 阵列组成, 属于混合磁盘. 所以我们可以在之前 RAID 6 的基础之上再添加四块磁盘, 分区完毕后, 正式开始 RAID 1+0 的构建.
首先, 我们需要进行两个 RAID 1 阵列的构建, 输入 "mdadm -C -v /dev/md01-1 -l1 -n2 /dev/sd[f-g]1","mdadm -C -v /dev/md11-2 -l1 -n2 /dev/sd[h-i]1"(步骤 1),
接着使用 "cat /proc/mdstat" 查看构建情况(步骤 2)
最后, 输入 "mdadm -C -v /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1 /dev/md11" 完成 RAID1+0 磁盘阵列的创建(步骤 3).
以上就是关于服务器中大部分磁盘阵列的概述以及构建实验的全部过程, 谢谢大家!!
初识 RAID 磁盘阵列(内含理论加实际实验操作)
来源: http://www.bubuko.com/infodetail-3165806.html