centos7配置RAID和管理

时间  2020-12-12
标签 node centos 缓存 安全 app 分布式 ide 工具 性能 测试 栏目 Tomcat 繁體版
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一、什么是RAID
RAID称之为磁盘阵列，主要用于提升存储的可用性，和性能上的改善，同时大大提升磁盘的容错能力，磁盘阵列是由多个物理磁盘组成，可是对于操做系统而言，它就是一个逻辑磁盘，系统上存储的数据会分布在阵列中的多个物理磁盘。
二、RAID的几种级别node

级别 说明 最少物理磁盘数 最大容错能力 I/O性能 磁盘容量利用率
RAID 1 1级别又称之为磁盘镜像，一样是须要2块盘，可是磁盘具备了容错能力 须要2个磁盘 容许一块硬盘发生故障 读性能提高，写入性能通常 50%
RAID 5 5级别称之为分布式奇偶校验阵列，以数据的校验位来保证数据的安全，可是数据的校验位不是存放在单独的磁盘，而是交互式的存放在各个阵列中的磁盘，若是阵列中任何一个磁盘出现故障，均可根据其余盘的校验位重建损坏的数据 至少3块磁盘 容许一块硬盘发生故障 读写性能较好 90%
RAID 6 6级别与5级别相似，5级别会将数据的校验信息存放在硬盘上，6级别会比5级别多保存一份校验信息 至少须要4块硬盘 容许两块硬盘发生故障 读写性能较好 80%
RAID 10 称之为高可靠性与高效磁盘结构，兼具了0级别和1级别的优势，此种级别先用两个磁盘创建镜像，而后将镜像后的逻辑磁盘，作0级别 至少须要4块硬盘 容许一块盘发生故障 读写性能好 50%

三、RAID种类centos

种类 说明
软RAID 利用操做系统提供的软件技术实现RAID功能，优势廉价，几乎没有任何成本，缺点受限操做系统的稳定性，同时占用必定的系统资源
硬RAID 经过硬件RAID控制器实现，优势是不须要占用其余硬件资源，同时提供了高速缓存机制，大大的提高了磁盘的读写性能，同时稳定性也是很是高

四、Linux系统上实现软RAID
模拟平台：VMware workstation
测试环境：centos7计算机一台，添加一块硬盘
使用工具：mdadm
【raid1】实现过程：
一、首先查看磁盘标签类型
若是是MBR可使用fdisk建立相同大小的磁盘分区
若是是GPT可使用gdisk建立相同大小的磁盘分区缓存

[root@lab-236 ~]# fdisk -l /dev/sdb
磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：gpt              #硬盘类型GPT
Disk identifier: 037192CD-B94D-4F5D-A559-A90B74EECA9D
  Start          End    Size  Type            Name

二、建立2个分区，并更改分区系统类型为Linux RAID
由于咱们的磁盘标签类型是GPT，因此使用gdisk执行安全

[root@lab-236 ~]# gdisk /dev/sdb
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10
Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Command (? for help): n     #建立新的分区
Partition number (1-128, default 1): 1      #分区编号1
First sector (34-41943006, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:     #指定起始扇区，默认便可
Last sector (2048-41943006, default = 41943006) or {+-}size{KMGTP}: +5G   #指定分区大小
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): fd00      #更改分区系统类型为LinuxRAID
Changed type of partition to 'Linux RAID'

Command (? for help): n   #继续建立第二分区
Partition number (2-128, default 2): 2     #分区编号2
First sector (34-41943006, default = 10487808) or {+-}size{KMGTP}:  #指定起始扇区，默认便可
Last sector (10487808-41943006, default = 41943006) or {+-}size{KMGTP}: +5G  #指定分区大小
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): fd00   #更改分区系统类型为LinuxRAID
Changed type of partition to 'Linux RAID'

Command (? for help): p     #显示分区信息
Disk /dev/sdb: 41943040 sectors, 20.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 037192CD-B94D-4F5D-A559-A90B74EECA9D
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 41943006
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 20971453 sectors (10.0 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048        10487807   5.0 GiB     FD00  Linux RAID
   2        10487808        20973567   5.0 GiB     FD00  Linux RAID

Command (? for help): w         #保存分区信息
Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!

Do you want to proceed? (Y/N): Y        #分区发生改变，提示是否继续保存
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdb.
The operation has completed successfully.

三、执行mdadm工具建立RAID1
注意建立RAID设备编号要从0开始app

[root@lab-236 ~]# mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdb2 
mdadm: /dev/sdb1 appears to be part of a raid array:
       level=raid1 devices=2 ctime=Thu Dec 10 20:52:02 2020
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
mdadm: /dev/sdb2 appears to be part of a raid array:
       level=raid1 devices=2 ctime=Thu Dec 10 20:52:02 2020
Continue creating array? Y      #提示建立是否继续，是Y
mdadm: Fail to create md0 when using /sys/module/md_mod/parameters/new_array, fallback to creation via node
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

注意：建立过程，有提示这个阵列不适合做为启动盘的信息，这个是因为超级块类型决定的，超级块的类型可使用–metadata选项设置，默认是1.2，只有这个值不大于1.0时才能够做为启动盘
四、检查建立的RAID详细信息和运行状态分布式

[root@lab-236 ~]# mdadm --detail /dev/md0       #查看RAID详细信息
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Dec 11 16:46:33 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
     Used Dev Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
       Update Time : Fri Dec 11 16:46:59 2020
             State : clean 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0
Consistency Policy : resync
              Name : lab-236.com:0  (local to host lab-236.com)
              UUID : 52f68880:b4d10435:d271aaa2:261ed9cb
            Events : 17
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       17        0      active sync   /dev/sdb1
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2
[root@lab-236 ~]# cat /proc/mdstat          #查看运行状态
Personalities : [raid1] 
md0 : active raid1 sdb2[1] sdb1[0]
      5237760 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
unused devices: <none>

五、建立好RAID分区，接下来就是格式化文件系统，才能够被使用ide

[root@lab-236 ~]# mkfs.xfs   /dev/md0       #格式化为xfs文件系统
meta-data=/dev/md0               isize=512    agcount=4, agsize=327360 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=1309440, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

六、挂载RAID分区到指定目录，此处挂载到/mnt工具

[root@lab-236 ~]# mount /dev/md0 /mnt

经过df命令查看磁盘使用状况性能

[root@lab-236 ~]# df  -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 471M     0  471M    0% /dev
tmpfs                    488M  8.1M  480M    2% /run
tmpfs                    488M     0  488M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root   17G  4.5G   12G   28% /
/dev/md0                 5.0G   33M  5.0G    1% /mnt        #能够看到挂载成功

七、模拟磁盘故障，并修复磁盘RAID
首先咱们RAID分区挂载的目录建立一个文件测试

[root@lab-236 ~]# echo "hello world" > /mnt/hello.txt

此时咱们经过mdadm工具将一个分区（/dev/sdb1）设置为故障分区

[root@lab-236 ~]# mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb1
mdadm: set /dev/sdb1 faulty in /dev/md0

而后咱们在查看RAID的配置信息

[root@lab-236 ~]# mdadm --detail /dev/md0 
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Dec 11 16:46:33 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
     Used Dev Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
       Update Time : Fri Dec 11 17:05:32 2020
             State : clean, degraded 
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 1
     Spare Devices : 0
Consistency Policy : resync
              Name : lab-236.com:0  (local to host lab-236.com)
              UUID : 52f68880:b4d10435:d271aaa2:261ed9cb
            Events : 21
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       -       0        0        0      removed
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2
       0       8       17        -      faulty   /dev/sdb1     #此时/dev/sdb1状态时有缺陷的

咱们能够看到/dev/sdb1的状态提示为faulty，是有缺陷的，存在故障。
查看运行状况

[root@lab-236 ~]# cat  /proc/mdstat 
Personalities : [raid1] 
md0 : active raid1 sdb2[1] sdb1[0](F)
      5237760 blocks super 1.2 [2/1] [_U]   #发现超级块数量变成[2/1],缺失1个

unused devices: <none>

八、此时咱们查看挂载目录中文件是否正常

[root@lab-236 ~]# cat  /mnt/hello.txt 
hello world

咱们发现文件正常，这就是RAID1的容错能力，一块磁盘出现故障，不影响数据文件的继续使用
九、接下来咱们修复RAID
首先咱们要将已经有缺陷的磁盘分区移除

[root@lab-236 ~]# mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb1
mdadm: hot removed /dev/sdb1 from /dev/md0

而后咱们将购买的新磁盘，添加到这个RAID中，若是实际物理环境中，直接将物理磁盘换上，添加便可，这里咱们模拟环境。就当/dev/sdb1修复后从新添加回去

[root@lab-236 ~]# mdadm /dev/md0 --add /dev/sdb1
mdadm: added /dev/sdb1

此时咱们查看RAID信息，能够看到新加入的磁盘正在进行spare rebuilding RAID，这个过程须要时间，时间的长短与空间数据大小有关

[root@lab-236 ~]# mdadm --detail /dev/md0 
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Dec 11 16:46:33 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
     Used Dev Size : 5237760 (5.00 GiB 5.36 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
       Update Time : Fri Dec 11 17:24:08 2020
             State : clean, degraded, recovering 
    Active Devices : 1
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 1
Consistency Policy : resync
    Rebuild Status : 57% complete
              Name : lab-236.com:0  (local to host lab-236.com)
              UUID : 52f68880:b4d10435:d271aaa2:261ed9cb
            Events : 41
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       2       8       17        0      spare rebuilding   /dev/sdb1
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2

总结：
一、配置过程若是此前建立过软RAID，须要先将原来RAID设备中止

mdadm  --stop  /dev/md0

若是不中止会出现以下错误：mdadm: cannot open /dev/sdb1: Device or resource busy二、若是要重建软RAID，步骤应以下：一、先卸载目录二、中止RAID设备三、移除RAID设备中的磁盘

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