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RAID磁盘阵列原理

2022-03-03 23:02:58 作者：互联网

前言

在单机时代，采用单块磁盘进行数据存储和读写的方式，由于寻址和读写的时间消耗，导致I/O性能非常低，且存储容量还会受到限制。另外，单块磁盘极其容易出现物理故障，经常导致数据的丢失。因此大家就在想，有没有一种办法将多块独立的磁盘结合在一起组成一个技术方案，来提高数据的可靠性和I/O性能呢。
在这种情况下，RAID技术就应运而生了。

1、RAID是什么

RAID （ Redundant Array of Independent Disks ）即独立磁盘冗余阵列，简称为「磁盘阵列」，其实就是用多个独立的磁盘组成在一起形成一个大的磁盘系统，从而实现比单块磁盘更好的存储性能和更高的可靠性。

2、常见的RAID有哪些

RAID0
RAID1
RAID5
RAID6
RAID10

RAID0

俗称“条带”，它将两个或多个硬盘组成一个逻辑硬盘，每个硬盘最好大小相同，容量是所有硬盘之和，因为是多个硬盘组合成一个，故可并行写操作，写入速度提高，但此方式硬盘数据没有冗余，没有容错，一旦一个物理硬盘损坏，则所有数据均丢失。因而，RAID0 适合于对数据量大，但安全性要求不高的场景，比如音像、视频文件的存储等。

工作原理

RAID管理工具

Linux内核中有一个md(multiple devices)模块在底层管理RAID设备，它会在应用层给我们提供一个应用程序的工具mdadm ，mdadm是linux下用于创建和管理软件RAID的命令。

mdadm命令常见参数解释：

常用参数

RAID0搭建实验（软RAID)

添加两块硬盘sda和sdb

[root@yaoguang ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk 
sdb           8:16   0   20G  0 disk

创建一个级别为0新的磁盘列阵 /dev/md0

[root@yaoguang ~]# mdadm -C -v /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sda /dev/sdb
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

查看相关信息

[root@yaoguang ~]# mdadm -Ds
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=yaoguang:0 UUID=6c29ef17:0f0def7e:0561705d:fdecc6c0

生成配置文件并查看详细信息

[root@yaoguang ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf
[root@yaoguang ~]# cat /etc/mdadm.conf 
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=yaoguang:0 UUID=6c29ef17:0f0def7e:0561705d:fdecc6c0
[root@yaoguang ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu Mar  3 21:57:14 2022
        Raid Level : raid0
        Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu Mar  3 21:57:14 2022
             State : clean 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

            Layout : -unknown-
        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : none

              Name : yaoguang:0  (local to host yaoguang)
              UUID : 6c29ef17:0f0def7e:0561705d:fdecc6c0
            Events : 0

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

对md0进行分区

[root@yaoguang ~]# fdisk /dev/md0

Welcome to fdisk (util-linux 2.32.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x39b83339.

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 
First sector (2048-83816447, default 2048): 
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-83816447, default 83816447): 

Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 40 GiB.
Command (m for help): p
Disk /dev/md0: 40 GiB, 42914021376 bytes, 83816448 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 524288 bytes / 1048576 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x39b83339

Device     Boot Start      End  Sectors Size Id Type
/dev/md0p1       2048 83816447 83814400  40G 83 Linux
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

格式化

[root@yaoguang ~]# mkfs -t xfs /dev/md0p1
log stripe unit (524288 bytes) is too large (maximum is 256KiB)
log stripe unit adjusted to 32KiB
meta-data=/dev/md0p1             isize=512    agcount=16, agsize=654720 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
         =                       reflink=1
data     =                       bsize=4096   blocks=10475520, imaxpct=25
         =                       sunit=128    swidth=256 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=5120, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

挂载

[root@yaoguang ~]# mkdir /mnt/raid0
[root@yaoguang ~]# mount /dev/md0p1 /mnt/raid0
[root@yaoguang ~]# df | tail -1
/dev/md0p1           41881600  325840  41555760   1% /mnt/raid0

设置开机自动挂载

[root@yaoguang ~]# vim /etc/fstab
[root@yaoguang ~]# umount /mnt/raid0
[root@yaoguang ~]# df | tail -1
tmpfs                  379856       0    379856   0% /run/user/0
[root@yaoguang ~]# mount -av
/                        : ignored
/boot                    : already mounted
none                     : ignored
/mnt/raid0               : successfully mounted

标签：RAID,mdadm,dev,yaoguang,原理,md0,root,磁盘阵列
来源： https://www.cnblogs.com/yaoguang0618/p/15961779.html