Linux磁盘-RIAD阵列-软件阵列

作者介绍：简历上没有一个精通的运维工程师。请点击上方的蓝色《运维小路》关注我，下面的思维导图也是预计更新的内容和当前进度(不定时更新)。

在一般的品牌服务器里面基本上都有一个叫阵列卡的硬件，硬盘先连接到阵列卡上面，然后阵列卡再连接到主板上，大概就是下面这样的。

根据需要对磁盘做阵列以后，暴露给主板或者说操作系统，如果是4块盘，做了RAID5以后，组合成一个盘，对于操作系统而言，看到的就是只有一个盘，但是如果我们从IPMI可以看到4个物理盘组成了一个逻辑盘。并且一般情况下，这些磁盘都是可以在服务器上直接热插拔的。即便有的硬盘坏了，也可以直接拔下来，然后重新换上一个新的硬盘，RAID卡会自动识别并正常加入到RAID中，这个时候操作系统是无法感知到这一切的。

数据需要经过操作系统通过阵列卡，再到磁盘，这个中间是有一个时间差值的，对于阵列卡部分型号是会带一个独立的电池的，也就是对于操作系统而言，数据已经落盘了，但是这个落盘，还在阵列卡里面，还没有写到真正的磁盘里面，如果这个时候系统断电或者崩溃，由于有电池存在，这个数据会存储在阵列卡里面，等待系统恢复的时候在写入到磁盘里面，从而可以提高可靠性。

当然如果是自己DIY的服务器或者是没有阵列卡的设备上，要体验或者要使用RAID功能也是没问题，因为Linux是可以从软件层面来实现。当然在测试环境，我们没有真正的硬件，是无法模拟出来的阵列的情况，所以就通过Linux软件来模拟阵列情况（虽然在实际运维中，可能不会用到，但是把他当成知识扩展以及理解阵列还是可以的）。

<code class="javascript">#这台服务器，准备了2块多余的磁盘，sdb和sdc，我们使用他来模拟一个RAID1.[root@localhost ~]# lsblkNAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTsda               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  sdb               8:16   0   20G  0 disk sdc               8:32   0   20G  0 disk sr0              11:0    1  973M  0 rom</code>

1.软件安装

<code class="javascript">yum -y install mdadm</code>

2.创建阵列

<code class="javascript">mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc --metadata=0.90# /dev/md0 是设备的名字，可根据需要自己定义# --level=1 是阵列的级别# --metadata=0.90 主要是兼容性问题</code>

3.查看阵列

<code class="javascript">#可以看到2个磁盘组成了一个阵列磁盘[root@localhost ~]# lsblkNAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINTsda               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   sdb               8:16   0   20G  0 disk  └─md0             9:0    0   20G  0 raid1 sdc               8:32   0   20G  0 disk  └─md0             9:0    0   20G  0 raid1</code>

<code class="javascript">[root@localhost ~]# ll /dev/md0 brw-rw---- 1 root disk 9, 0 7月  19 22:19 /dev/md0</code>

这个时候我们就有了个20g由阵列提供的磁盘空间，下面的操作就和前面磁盘操作部分一样（创建分区，格式化，挂载等），当然这里只演示了一个简单的RAID阵列，具体更多功能可以自己探索。

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4.创建分区

<code class="javascript">[root@localhost ~]# fdisk /dev/md0 欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。使用写入命令前请三思。Device does not contain a recognized partition table使用磁盘标识符 0x92791e84 创建新的 DOS 磁盘标签。命令(输入 m 获取帮助)：命令(输入 m 获取帮助)：m命令操作   a   toggle a bootable flag   b   edit bsd disklabel   c   toggle the dos compatibility flag   d   delete a partition   g   create a new empty GPT partition table   G   create an IRIX (SGI) partition table   l   list known partition types   m   print this menu   n   add a new partition   o   create a new empty DOS partition table   p   print the partition table   q   quit without saving changes   s   create a new empty Sun disklabel   t   change a partition's system id   u   change display/entry units   v   verify the partition table   w   write table to disk and exit   x   extra functionality (experts only)命令(输入 m 获取帮助)：nPartition type:   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)   e   extendedSelect (default p): Using default response p分区号 (1-4，默认 1)：起始 扇区 (2048-41942911，默认为 2048)：将使用默认值 2048Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41942911，默认为 41942911)：将使用默认值 41942911分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 20 GiB命令(输入 m 获取帮助)：wThe partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.正在同步磁盘。</code>

5.格式化

<code class="javascript">#分区名字可以通过lsblk或者直接看/dev里面的设备名字来获取[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/md0p1 mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)文件系统标签=OS type: Linux块大小=4096 (log=2)分块大小=4096 (log=2)Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks1310720 inodes, 5242608 blocks262130 blocks (5.00%) reserved for the super user第一个数据块=0Maximum filesystem blocks=2153775104160 block groups32768 blocks per group, 32768 fragments per group8192 inodes per groupSuperblock backups stored on blocks:     32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,     4096000Allocating group tables: 完成                            正在写入inode表: 完成                            Creating journal (32768 blocks): 完成Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成</code>

6.挂载

<code class="javascript">[root@localhost ~]# mkdir /mnt/raid[root@localhost ~]# mount /dev/md0p1 /mnt/raid[root@localhost ~]# df -h文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点devtmpfs                 475M     0  475M    0% /devtmpfs                    487M     0  487M    0% /dev/shmtmpfs                    487M  7.7M  479M    2% /runtmpfs                    487M     0  487M    0% /sys/fs/cgroup/dev/mapper/centos-root   17G  2.1G   15G   12% //dev/sda1               1014M  138M  877M   14% /boottmpfs                     98M     0   98M    0% /run/user/0/dev/md0p1                20G   45M   19G    1% /mnt/raid</code>

7.检查下RAID的状态

<code class="javascript">#两个磁盘组成的RAID是正常的[root@localhost ~]# mdadm --detail /dev/md0  /dev/md0:           Version : 0.90     Creation Time : Fri Jul 19 22:19:27 2024        Raid Level : raid1        Array Size : 20971456 (20.00 GiB 21.47 GB)     Used Dev Size : 20971456 (20.00 GiB 21.47 GB)      Raid Devices : 2     Total Devices : 2   Preferred Minor : 0       Persistence : Superblock is persistent       Update Time : Fri Jul 19 22:28:19 2024             State : clean     Active Devices : 2   Working Devices : 2    Failed Devices : 0     Spare Devices : 0Consistency Policy : resync              UUID : 0794079f:4ce9add0:bfe78010:bc810f04 (local to host localhost.localdomain)            Events : 0.18    Number   Major   Minor   RaidDevice State       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc</code>

8.模拟下磁盘故障，掉盘

因为是raid1 是允许故障一个盘的。

<code class="javascript">root@localhost ~]# mdadm --detail /dev/md0  /dev/md0:           Version : 0.90     Creation Time : Fri Jul 19 22:19:27 2024        Raid Level : raid1        Array Size : 20971456 (20.00 GiB 21.47 GB)     Used Dev Size : 20971456 (20.00 GiB 21.47 GB)      Raid Devices : 2     Total Devices : 1   Preferred Minor : 0       Persistence : Superblock is persistent       Update Time : Fri Jul 19 22:31:55 2024             State : clean, degraded     Active Devices : 1   Working Devices : 1    Failed Devices : 0     Spare Devices : 0Consistency Policy : resync              UUID : 0794079f:4ce9add0:bfe78010:bc810f04 (local to host localhost.localdomain)            Events : 0.18    Number   Major   Minor   RaidDevice State       -       0        0        0      removed       1       8       16        1      active sync   /dev/sdb## 可以看到，已经有块盘离线了## 下面我们继续挂载，然后向里面写数据，都是ok的，体现了raid的1高可用性。[root@localhost ~]# mount /dev/md0p1 /mnt/raid[root@localhost ~]# cd /mnt/raid[root@localhost raid]# touch abcd[root@localhost raid]# ll总用量 16-rw-r--r-- 1 root root     0 7月  19 22:34 abcddrwx------ 2 root root 16384 7月  19 22:24 lost+found[root@localhost raid]#</code>

总结