Linux实现最常用的磁盘阵列--RAID5

（一）RAID简介：

独立磁盘冗余数组（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余数组（RAID,Redundant Array of Inexpensive Disks），简称硬盘阵列。其基本思想就是把多个相对便宜的硬盘组合起来，成为一个硬盘阵列组，使性能达到甚至超过一个价格昂贵、容量巨大的硬盘。根据选择的版本不同，RAID比单颗硬盘有以下一个或多个方面的好处：增强数据集成度，增强容错功能，增加处理量或容量。另外，磁盘阵列对于电脑来说， 看起来就像一个单独的硬盘或逻辑存储单元。分为RAID-0，RAID-1，RAID-1E，RAID-5，RAID-6，RAID-7，RAID-10，RAID-50。
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简单来说，RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑扇区，因此，操作系统只会把它当作一个硬盘。RAID常被用在服务器电脑上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成，它也成为了玩家的一个选择，特别是需要大容量存储空间的工作，如：视频与音频制作。

最初的RAID分成了不同的等级，每种等级都有其理论上的优缺点，不同的等级在两个目标间取得平衡，分别是增加数据可靠性以及增加存储器（群）读写性能。这些年来，出现了对于RAID观念不同的应用。
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（二）linux实现软RAID5：

1、准备硬盘（至少需要3块硬盘，此处使用一块硬盘的5个分区实现，但是在实际生产中一块硬盘做RAID没有意义）：

[root@localhost ~]# fdisk -cul /dev/sdb #创建分区如下

Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders, total 41943040 sectors

Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk identifier: 0x466fc1b6

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sdb1 2048 10487807 5242880 83 Linux

/dev/sdb2 10487808 41943039 15727616 5 Extended

/dev/sdb5 10489856 16781311 3145728 83 Linux

/dev/sdb6 16783360 23074815 3145728 83 Linux

/dev/sdb7 23076864 29368319 3145728 83 Linux

/dev/sdb8 29370368 35661823 3145728 83 Linux

/dev/sdb9 35663872 41943039 3139584 83 Linux

[root@localhost ~]# partx -a /dev/sdb #重新读取分区表

[root@localhost ~]# rpm -qa |grep mdadm #查看创建raid软件是否安装

mdadm-3.2.3-9.el6.i686

2、创建RAID5：

[root@localhost ~]# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 4 -x 1 /dev/sdb{5..9} ####-C：创建/dev/md0设备，-a：是否自动检测这里为yes,-l：raid的级别这里为raid5，-n：几块硬盘做为RUN，-x：几块硬盘作为备用

mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata

mdadm: array /dev/md0 started.

[root@localhost ~]# mdadm --detail /dev/md0 #查看/dev/md0的详细信息

/dev/md0:

Version : 1.2

Creation Time : Mon Jan 14 19:36:37 2013

Raid Level : raid5

Array Size : 9414144 (8.98 GiB 9.64 GB)

Used Dev Size : 3138048 (2.99 GiB 3.21 GB)

Raid Devices : 4

Total Devices : 5

Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Mon Jan 14 19:37:27 2013

State : clean

Active Devices : 4

Working Devices : 5

Failed Devices : 0

Spare Devices : 1

Layout : left-symmetric

Chunk Size : 512K

Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain)

UUID : f16324c8:0f2a0be2:04c57c07:5f44f53e

Events : 18

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 21 0 active sync /dev/sdb5

1 8 22 1 active sync /dev/sdb6

2 8 23 2 active sync /dev/sdb7

5 8 24 3 active sync /dev/sdb8

4 8 25 - spare /dev/sdb9

3、格式化、挂载、使用/dev/md0：

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/md0 #将/dev/md0格式化

[root@localhost ~]# mkdir /raid5 ##创建挂载目录

[root@localhost ~]# mount /dev/md0 /raid5/ #挂载/dev/md0到/raid5目录下

[root@localhost ~]# cd /raid5/

[root@localhost raid5]# touch raid5.file

[root@localhost raid5]# ls

lost+found raid5.file

4、设置开机启动RAID5：

[root@localhost ~]# mdadm --detail --scan #查看raid简要信息

ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 spares=1 name=localhost.localdomain:0 UUID=f16324c8:0f2a0be2:04c57c07:5f44f53e

[root@localhost ~]# mdadm --detail --scan >/etc/mdadm.conf #创建软raid的配置文件！注意：此文件如果不创建下次开机重启后/dev/md0将会被系统自动识别为其他非/dev/md0名称的设备，对于实现开机挂载和使用都不方便。

[root@localhost ~]# vim /etc/fstab #编辑fstab文件添加如下行

/dev/md0 /raid5 ext4 defaults 0 0

4、管理RAID5：

查看raid的状态：

[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat #查看raid的状态

Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]

md0 : active raid5 sdb8[5] sdb9[4](S) sdb7[2] sdb6[1] sdb5[0]

9414144 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]

unused devices: <none>

查看特定raid设备的详细信息：

[root@localhost ~]# mdadm --detail /dev/md0

……………………………………………省略………………………………………………..

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 21 0 active sync /dev/sdb5

1 8 22 1 active sync /dev/sdb6

2 8 23 2 active sync /dev/sdb7

5 8 24 3 active sync /dev/sdb8

4 8 25 - spare /dev/sdb9

模拟硬盘损坏：

[root@localhost ~]# mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb5 #模拟硬盘损坏

[root@localhost ~]# mdadm –detail #验证

……………………………………………省略………………………………………………..

Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain)

UUID : f16324c8:0f2a0be2:04c57c07:5f44f53e

Events : 25

Number Major Minor RaidDevice State

4 8 25 0 spare rebuilding /dev/sdb9

1 8 22 1 active sync /dev/sdb6

2 8 23 2 active sync /dev/sdb7

5 8 24 3 active sync /dev/sdb8

0 8 21 - faulty spare /dev/sdb5

####/dev/sdb5的状态变成了faulty，/dev/sdb9则立即变成active

模拟拔出硬盘：

[root@localhost ~]# mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb5 #模拟拔出硬盘

mdadm: hot removed /dev/sdb5 from /dev/md0

[root@localhost ~]# mdadm –detail #验证

……………………………………………省略………………………………………………..

Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain)

UUID : f16324c8:0f2a0be2:04c57c07:5f44f53e

Events : 4

Number Major Minor RaidDevice State

4 8 25 0 active sync /dev/sdb9

1 8 22 1 active sync /dev/sdb6

2 8 23 2 active sync /dev/sdb7

5 8 24 3 active sync /dev/sdb8

####/dev/sdb5已经从/dev/md0中消失了:

模拟往raid中添加硬盘：

[root@localhost ~]# mdadm --zero-superblock --force /dev/sdb5 #修复硬盘

[root@localhost ~]# mdadm /dev/md0 --add /dev/sdb5#模拟往raid中添加硬盘

mdadm: added /dev/sdb5

[root@localhost ~]# mdadm --detail /dev/md0 #验证

/dev/md0:

Version : 1.2

Creation Time : Mon Jan 14 19:36:37 2013

Raid Level : raid5

Array Size : 9414144 (8.98 GiB 9.64 GB)

Used Dev Size : 3138048 (2.99 GiB 3.21 GB)

Raid Devices : 4

Total Devices : 5

Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Mon Jan 14 20:17:02 2013

State : clean

Active Devices : 4

Working Devices : 5

Failed Devices : 0

Spare Devices : 1

Layout : left-symmetric

Chunk Size : 512K

Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain)

UUID : f16324c8:0f2a0be2:04c57c07:5f44f53e

Events : 41

Number Major Minor RaidDevice State

4 8 25 0 active sync /dev/sdb9

1 8 22 1 active sync /dev/sdb6

2 8 23 2 active sync /dev/sdb7

5 8 24 3 active sync /dev/sdb8

6 8 21 - spare /dev/sdb5

####/dev/sdb5已经成功添加到了/dev/md0中并且做为备用设备等待使用。