RH436-6 Advanced RAID-白红宇

生产环境中常用RAID:

0、1、5、6、10

#存储一般使用10

raid功能：

1.保证数据的完整性（冗余）

2.硬盘容错

3.提高性能

mdadm

1.创建raid(设备文件：/dev/md0,/dev/md1...)

2.配置文件：/etc/mdadm.conf

3.创建raid时一定要添加“-a yes”选项，保证自动创建/dev/md1或/dev/mdN设备文件。

RAID0：条带化

1.无奇偶校验

2.数据是分段的

3.循环写入数据到多个硬盘

4.提供大的吞吐量（写性能优秀）

5.无容错机制，存储概率为100%（即存储容量＝硬盘总容量）

6.可以设定chunk size

7.磁盘数愈多坏的可能性越大，一块盘损坏会导致所有数据的损坏。

Chunk size和stribe （RAID0，RAID5，RAID6有这个概念）

1. 一个数据包的大小称之为chunk size：RAID里面每个成员一次写入的数据量。当一次写入的量不到chunk size设定的大小的时候是不会写入下一个成员盘。chunk size的值必须是多个page size的大小，在X86架构下一个page size的大小是4KB即chunk size的大小必须是2的N次方 n大于1 必须是4的倍数。

stride是每次写入raid成员的block数，即64KB的数据要写多少次。stride 等于 chunk size / filesystem block size，创建文件系统时指定。

2. chunksize＝（avgrq-sz × 512)/（raid磁盘数 × 1024）＝2的N次方KBim/disk

stride＝chunksize/filesystemblocksize

实例：

[root@iscsi-server ~]# iostat -x /dev/sdb

Linux 2.6.18-194.el5 (iscsi-server) 2011年08月12日

avg-cpu: %user %nice %system %iowait %steal %idle

0.05 0.02 0.09 0.07 0.00 99.77

Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rsec/s wsec/s avgrq-sz avgqu-sz await svctm %util

sdb 2.41 1.17 0.40 0.03 19.07 9.55 65.17 0.00 4.75 0.85 0.04

#查询磁盘的avgrq-sz，avgrq-sz是扇区数，每个扇区512Bit

Chunksize＝（65.17×512）/（3×1024）＝10.86＝8KBit/disk

Stribe=(8KBit/disk)/(4KBit)=2

3.指定chunk size和stribe

#mdadm -C /dev/md0 -a -yes -l 0 -n 2 --chunk=64 /dev/sda1 /dev/sdb1

#mkfs.ext3 -b 4096 -E stribe=16 /dev/md0

RAID1：镜像卷

1.全镜像，

2.数据复制，提升了大的容错能力，

3.提高了读性能

4.至少两块盘

5.存储概率：（100/N）%（N＝硬盘数）

6.创建：#mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sda1 /dev/sdb1

RAID5：通过奇偶校验的条带（平均分布的奇偶校验）

1.通过奇偶校验的条带化

2.提高性能和容错能力

3.对于修改数据性能很差（每修改一次数据要对数据重新做一次奇偶校验，当数据的修改量大于25%的时候不建议使用RAID5）

修改数据时会做4次I/O操作

3.1.读取数据

3.2.更新数据，写回到磁盘，奇偶校验不正确

3.3.读raid的所有磁盘，重新做奇偶校验检查

3.4.更新数据和奇偶校验。

4.至少3快硬盘

5.存储效率：100（1-1/N)%

6.一旦有raid设备损坏，RAID立即进入降级模式，支持热备盘。

7.支持四种奇偶校验布局（--layout=<type>)：Left Asymmetric、Right Asymmetric、Left Symmetric（默认布局）、Right symmetric

Left Asymmetric Right Asymmetric

sda1 sdb1 sdc1 sde1 sda1 sdb1 sdc1 sde1

D0 D1 D2 P P D0 D1 D2

D3 D4 P D5 D3 P D4 D5

D6 P D7 D8 D6 D7 P D8

P D9 D10 D11 D9 D10 D11 P

D12 D13 D14 P P D12 D13 D14

... ...

Left Symmetric Right Symmetric

sda1 sdb1 sdc1 sde1 sda1 sdb1 sdc1 sde1

D0 D1 D2 P P D0 D1 D2

D4 D5 P D3 D5 P D3 D4

D8 P D6 D7 D7 D8 P D6

P D9 D10 D11 D9 D10 D11 P

D12 D13 D14 P P D12 D13 D14

8.创建raid5：#mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 /dev/sd[abc]1

RAID6（5+1）

1.两份奇偶校验的条带化

2.奇偶校验比RAID5更慢，数据开销更大，提供更多容错

3.两块盘损坏时进入降级模式

4.至少4块磁盘

5.存储效率：100（1-2/N)%

6.创建RAID6

#mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 6 -n 4 /dev/sd[abcd]1

RAID10(1+0)

1.带镜像的条带化

2.提高性能和容错能力

3.至少4块盘

4.存储效率：(100/N)%

5.创建RAID10

mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 10 -n 4 /dev/sd[abcd]1

查看RAID状态（/proc/mdstat)

1.mdadm --scan

2.watch -n .5 'cat /proc/mdstat'

3.mdadm -D /dev/md0或mdadm --detail /dev/md0

4.SYSFS Interface：/sys/block/mdX/md

/etc/mdadm.conf

1.管理和配置RAID架构

2.允许分组为多RAID提高热备盘

3.为已存在raid创建配置文件：

#mdadm --examine --scan

#mdadm -D -s #-s：扫描

eg：

[root@station3 ~]#mdadm -D -s > /etc/mdadm.conf

[root@station3 ~]#vim /etc/mdadm.conf

ARRAY /dev/md0 level=raid5 num-devices=3 spares=1 UUID=90efacda:657cee38:87172dab:543d8c23

devices＝/dev/sda1,/dev/sdb1,/dev/sdc1 auto=yes

#如果设备是/dev/md1或以上的话，必须加上auto=yes

#一行开头为空格表示该行接上一行。

事件通知

1.要求email工作正常

2./etc/mdadm.conf #当raid出现故障时，可发送邮件或执行脚本

MAILADDR root@example.com #邮件接收者

MAILFROM root@node1.example.com #邮件发送者

PROGRAM /usr/sbin/my-RAID-script #执行脚本

3.测试工具：mdadm --monitor --scan --oneshot --test

mdadm -Fs1t

4.要求启动mdmonitor服务 #默认该服务是无法启动，必须在/etc/mdadm.conf中添加MAILADDR等故障告知处理

RAID调整

重新做raid、重新条带化、重新改变raid的布局

1.调整设备数量

2.调整chunksize大小

3.改变数据布局

4.改变校验的位置和类型

在做RAID调整时必须备份关键区

拉伸磁盘到raid5中

[root@station3 ~]#mdadm /dev/md0 -a /dev/sda8

[root@station3 ~]#mdadm /dev/md0 -a /dev/sda9

[root@station3 ~]#mdadm -G /dev/md0 -n 4 --backup-file=/tmp/md0.bu #指定将关键区备份到文件，如果拉伸成功时，系统会自动删除该文件

[root@station3 ~]#mdadm --assemble /dev/md0 --backup-file=/tmp/md0.bu /dev/sda[56789] #恢复

[root@station3 ~]#watch -n 1 'cat /proc/mdstat'

[root@station3 ~]#resize2fs /dev/md0 #调整文件系统

共享热备盘（热备盘漂移）

1.至少有一个raid有热备盘

2.将raid信息写入/etc/mdadm.conf中

3.建立共享热备盘组：share1

4：为每个Raid 指定其共享的热备盘组：spare-group=share1

e.g：

[root@station3 ~]# mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sda{10,11}

[root@station3 ~]# mdadm -D -s >> /etc/mdadm.conf

[root@station3 ~]# vim /etc/mdadm.conf

MAILADDR root@station3.example.com

ARRAY /dev/md0 level=raid5 num-devices=4 spares=1 UUID=e1755b3f:13093e23:619799f8:2b921ce2 auto=yes

spare-group=share #共享组名可自定义

ARRAY /dev/md1 level=raid1 num-devices=2 UUID=d3cf69c6:a5c19ae7:f2f87e8b:8021e1b9 auto=yes

spare-group=share

[root@station3 ~]# service mdmonitor restart #要求重启mdmonitor服务

[root@station3 ~]# mdadm -D /dev/md0

...

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 5 0 active sync /dev/sda5

1 8 6 1 active sync /dev/sda6

2 8 7 2 active sync /dev/sda7

3 8 8 3 active sync /dev/sda8

4 8 9 - spare /dev/sda9

#热备盘为/dev/md0中/dev/sd9

[root@station3 ~]# mdadm -D /dev/md1

...

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 10 0 active sync /dev/sda10

1 8 11 1 active sync /dev/sda11

[root@station3 ~]# mdadm /dev/md1 -f /dev/sda11

[root@station3 ~]# mdadm -D /dev/md1

...

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 10 0 active sync /dev/sda10

1 8 9 1 active sync /dev/sda9

2 8 11 - faulty spare /dev/sda11

#md1中/dev/sda11出现故障后，热备盘/dev/sda9自动漂移到md1中了

[root@station3 ~]# mdadm /dev/md1 -r /dev/sda11

[root@station3 ~]# mdadm /dev/md1 -a /dev/sda11

[root@station3 ~]# mdadm -D /dev/md1

...

Number Major Minor RaidDevice State

0 8 10 0 active sync /dev/sda10

1 8 9 1 active sync /dev/sda9

2 8 11 - spare /dev/sda11

#md1更换硬盘后，新加硬盘会再次变成热备盘

重命名RAID

1.移动一个raid到移到一个新系统

2./dev/md0等设备被新系统占用。

[root@station3 ~]# mdadm -S /dev/md1

[root@station3 ~]# mdadm --assemble /dev/md2 -a yes --super-minor=1 --update=super-minor /dev/sda10 /dev/sda9

#--super-minor=1,1为原来要改的/dev/mdX号，这里为/dev/md1

#要指定原来RAID组成的磁盘。

raid 1的位图（仅对raid 1有效）

位图bitmap：预防raid磁盘在写期间被阻断。保证同步失败时，下次同步时直接从改变的地方直接同步，无需从头再来。

分为内部位图和外部位图

1.添加一个内部位图区

#mdadm /dev/md0 -G -b internal

2.添加一个外部位图区

#mdadm /dev/md0 ---grow --bitmap=/absolute/path

3.创建raid1时，指定写入周期

#mdadm -C /dev/md0 -l1 -n2 -b /tmp/md0 --write-behind=256 /dev/sdc1 --write-mostly /dev/sdd1

在一个慢设备/dev/sdd1上创建raid，以上表示当在对设备/dev/sdc1的写请求达到256个是开始往慢设备/dev/sdd1发送写请求，仅对raid 1有效。

raid错误处理和数据一致性的检查

打开坏块的检查。

#echo check >> /sys/block/mdX/md/sync_action #要求写入开机脚本/etc/rc.d/rc.local。

本文转自netsword 51CTO博客，原文链接:http://blog.51cto.com/netsword/765038