在Redhat Linux AS 4下实现软件RAID.docx
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在RedhatLinuxAS4下实现软件RAID
在RedhatLinuxAS4下实现软件RAID(转载)
通常情况下人们在服务器端采用各种冗余磁盘阵列(RAID)技术来保护数据,中高档的服务器一般都提供了昂贵的硬件RAID控制器。
对于资金实力有限的中小企业来讲,在Linux下通过软件来实现硬件的RAID
功能,这样既节省了投资,又能达到很好的效果。
何乐而不为呢?
作为一个面向服务器的网络型操作系统,Linux对数据的安全和存取速度给予了高度重视,从2.4版内核开始Linux就实现了对软件RAID的支持(关于RAID的背景知识请见附文),这让我们可以不必购买昂贵的硬件RAID设备,就能享受到增强的磁盘I/O性能和可靠性,进一步降低了系统的总体拥有成本。
下面就让我们看一个RedhatLinuxAS4下的软件RAID配置实例吧。
系统配置情况
假设某单位新上了一套使用Oracle数据库的能量采集系统,该系统数据量极大并且读写非常频繁,实时性要求高,高峰时有近40名用户在线,对数据库服务器的磁盘子系统提出了很高的要求。
由于预算比较紧张,经过多方比较,最终选择了采用Linux系统做软件RAID5的方案。
其配置情况如下:
●操作系统为RedHatLinuxAS4;
●内核版本为2.6.9-5.EL;
●支持RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6;
●五块36GBSCSI接口的磁盘,其中RedHatAS4安装在第一块磁盘,其它四块组成RAID5用来存放Oracle数据库。
在RedHatAS4下实现软件RAID是通过mdadm工具实现的,其版本为1.6.0,它是一个单一的程序,创建、管理RAID都非常方便,而且也很稳定。
而在早期Linux下使用的raidtools,由于维护起来很困难,而且其性能有限,在RedHatAS4下已经不支持了。
实现过程
1.创建分区
五块SCSI磁盘分别对应/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde。
其中第一块磁盘/dev/sda分两个区,用于安装RedHatAS4和做交换分区,其他四块磁盘每块只分一个主分区,分别为/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1,并且将分区类型指定为“fd”,这将使Linux内核能将它们识别为RAID分区,且在每次引导时自动被检测并启动。
创建分区使用fdisk命令。
#fdisk/dev/sdb
进入fdisk命令行后,使用命令n创建分区,命令t改变分区类型,命令w保存分区表并退出,命令m为帮助。
2.创建RAID5
这里使用了/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1四个设备创建RAID5,其中/dev/sde1作为备份设备,其他为活动设备。
备份设备主要起备用作用,一旦某一设备损坏可以立即用备份设备替换,当然也可以不使用备份设备。
命令格式如下:
#mdadm-Cv/dev/md0-l5-n3-x1-c128/dev/sd[b,c,d,e]1
命令中各参数分别表示如下作用:
“-C”指创建一个新的阵列;“/dev/md0”表示阵列设备名称;“-l5”表示设置阵列模式,可以选择0、1、4、5、6,它们分别对应于RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6,这里设为RAID5模式;“-n3”指设置阵列中活动设备的数目,该数目加上备用设备的数目应等于阵列中的总设备数;“-x1”设置阵列中备份设备的数目,当前阵列中含有1个备份设备;“-c128”指设置块的尺寸为128KB,缺省为64KB;“/dev/sd[b,c,d,e]1”指当前阵列中包含的所有设备标识符,也可以分开来写,中间用空格分开,其中最后一个为备份设备。
3.查看阵列状态
当创建一个新阵列或者阵列重构时,设备需要进行同步操作,这一过程需要一定时间,可以通过查看/proc/mdstat文件,来显示阵列的当前状态以及同步进度、所需时间等。
#more/proc/mdstat
Personalities:
[raid5]
md0:
activeraid5sdd1[3]sde1[4]sdc1[1]sdb1[0]
75469842blockslevel5,128kchunk,algorithm2[3/2][UU_]
[>....................]recovery=4.3%(1622601/37734912)finish=1.0minspeed=15146K/sec
unuseddevices:
当新建或重构完成后,再次查看/proc/mdstat文件:
#more/proc/mdstat
Personalities:
[raid5]
md0:
activeraid5sdd1[2]sde1[3]sdc1[1]sdb1[0]
75469842blockslevel5,128kchunk,algorithm2[3/3][UUU]
unuseddevices:
通过以上内容,可以很清楚地看出当前阵列的状态,各部分所代表的意思如下:
“[3/3]”中的第一位数表示阵列所包含的设备数,第二位数表示活动的设备数,如果有一个设备损坏,则第二位数将减1;“[UUU]”标记当前阵列可以正常使用的设备情况,现假设/dev/sdb1出现故障,则该标记将变成[_UU],这时的阵列以降级模式运行,即该阵列仍然可用,但是不再具有任何冗余;“sdd1[2]”指阵列所包含的设备数为n,若方括号内的数值小于n,则表示该设备为活动设备,若数值大于等于n,则该设备为备份设备,当一个设备出现故障的时候,相应设备的方括号后将被标以(F)。
4.生成配置文件
mdadm的缺省配置文件为/etc/mdadm.conf,它主要是为了方便阵列的日常管理而设置的,对于阵列而言不是必须的,但是为了减少日后管理中不必要的麻烦,还是应该坚
持把这一步做完。
在mdadm.conf文件中要包含两种类型的行:
一种是以DEVICE开头的行,它指明在阵列中的设备列表;另一种是以ARRAY开头的行,它详细地说明了阵列的名称、模式、阵列中活动设备的数目以及设备的UUID号。
格式如下:
DEVICE/dev/sdb1/dev/sdc1/dev/sdd1/dev/sde1
ARRAY/dev/md0level=raid5num-devices=3UUID=8f128343:
715a42df:
baece2a8:
a5b878e0
以上的这些信息可以通过扫描系统的阵列来获取,命令为:
#mdadm-Ds
ARRAY/dev/md0level=raid5num-devices=3UUID=8f128343:
715a42df:
baece2a8:
a5b878e0
devices=/dev/sdb1,/dev/sdc1,/dev/sdd1,/dev/sde1
使用vi命令,按照规定的格式编辑修改/etc/mdadm.conf文件
#vi/etc/mdadm.conf
5.创建文件系统并挂接(mount)使用
RAID5已经启动并处于运行状态,现在要做的就是在其上创建一个文件系统,这里使用mkfs命令,文件系统类型为ext3。
命令如下:
#mkfs-text3/dev/md0
当新的文件系统生成之后,就可以将/dev/md0挂接到指定的目录了。
命令如下:
#mount/dev/md0/mnt/raid
为了让系统在启动时自动将/dev/md0挂接到/mnt/raid,还需要修改/etc/fstab文件,添加如下内容:
/dev/md0/mnt/raidext3defaults00
故障模拟
上面的实例,让我们对RedhatLinuxAS4的软件RAID功能有了一定的认识,并且通过详细的步骤说明了如何创建RAID5。
有了RAID做保障,电脑里的数据看起来似乎已经很安全了,然而现有的情况还是不能让我们高枕无忧,想一想,万一磁盘出现故障怎么办?
下面我们模拟一个更换RAID5故障磁盘的完整过程,希望以此丰富大家处理RAID5故障的经验,提高管理和维护水平。
我们仍然沿用上面的RAID5配置,首先往阵列中拷贝一些数据,接下来开始模拟/dev/sdb1设备故障。
不过,对于无备份设备的RAID5的模拟过程也要经过如下三步,只是阵列重构和数据恢复是发生在新设备添加到阵列中之后,而不是设备损坏时。
1.将/dev/sdb1标记为已损坏的设备
#mdadm/dev/md0-f/dev/sdb1
查看当前阵列状态
#more/proc/mdstat
Personalities:
[raid5]
md0:
activeraid5sdd1[2]sde1[3]sdc1[1]sdb1[4](F)
75469842blockslevel5,128kchunk,algorithm2[3/2][_UU]
[=>...................]recovery=8.9%(3358407/37734912)finish=1.6minspeed=9382K/sec
unuseddevices:
因为有备份设备,所以当阵列中出现设备损坏时,阵列能够在短时间内实现重构和数据的恢复。
从当前的状态可以看出,阵列正在重构,且运行在降级模式,sdb1[4]的后面已经标上了(F),活动设备数也降为2个。
经过几分钟后,再次查看当前阵列状态。
#more/proc/mdstat
Personalities:
[raid5]
md0:
activeraid5sdd1[2]sde1[0]sdc1[1]sdb1[3](F)
75469842blockslevel5,128kchunk,algorithm2[3/3][UUU]
unuseddevices:
此时阵列重构已经完成,数据恢复完毕,原有的备份设备sde1成为了活动设备。
2.移除损坏的设备
#mdadm/dev/md0-r/dev/sdb1
查看当前阵列的状态:
#more/proc/mdstat
Personalities:
[raid5]
md0:
activeraid5sdd1[2]sde1[0]sdc1[1]
75469842blockslevel5,128kchunk,algorithm2[3/3][UUU]
unuseddevices:
损坏的sdb1已经从阵列中移掉。
3.将新设备添加到阵列中
因为是模拟操作,可以通过下面的命令再次将/dev/sdb1添加到阵列中。
如果是实际操作则要注意两点:
一是在添加之前要对新磁盘进行正确的分区;二是添加时要用所添加设备的设备名替换/dev/sdb1。
#mdadm/dev/md0-a/dev/sdb1
查看当前阵列的状态:
#more/proc/mdstat
Personalities:
[raid5]
md0:
activeraid5sdb1[3]sdd1[2]sde1[0]sdc1[1]
75469842blockslevel5,128kchunk,algorithm2[3/3][UUU]
unuseddevices:
这时sdb1作为备份设备再次出现在阵列中
常用阵列维护命令
1.启动阵列
#mdadm-As/dev/md0
该命令指启动/dev/md0阵列,其中“-A”指装载一个已存在的阵列;“-s”指查找mdadm.conf文件中的配置信息,并以此为依据启动阵列。
#mdadm-As
该命令指启动mdadm.conf文件中的所有阵列。
#mdadm-A/dev/md0/dev/sd[b,c,d,e]1
如果没有创建mdadm.conf文件则可以采用上面这种启动方式。
2.停止阵列
#mdadm-S/dev/md0
3.显示指定阵列的详细信息
#mdadm-D/dev/md0
链接
RAID简介
RAID是冗余磁盘阵列(RedundantArrayofInexpensiveDisk)的简称。
它是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用。
它将数据以分段(striping)的方式分散存储在不同的磁盘中,通过多个磁盘的同时读写,来减少数据的存取时间,并且可以利用不同的技术实现数据的冗余,即使有一个磁盘损坏,也可以从其他的磁盘中恢复所有的数据。
简单地说,其好处就是:
安全性高、速度快、数据容量大。
磁盘阵列根据其使用的技术不同而划分了等级,称为RAIDlevel,目前公认的标准是RAID0~RAID5。
其中的level并不代表技术的高低,RAID5并不高于RAID4,RAID0并不低于RAID2,至于选择哪一种RAID需视用户的需求而定。
下面分别对常用的RAID0、RAID1、RAID5进行简单的介绍。
1.RAID0
特点:
它是将多个磁盘并列起来,成为一个大硬盘。
在存取数据时,将数据按磁盘的个数来进行分段,然后同时将这些数据写进这些盘中。
在所有的级别中,RAID0的速度是最快的。
但没有数据冗余,阵列中任何一个磁盘坏掉,意味着所有数据丢失。
磁盘利用数:
n(假设有n个磁盘)。
配置条件:
最低两块磁盘,且分区大小尽量相同。
应用领域:
对高磁盘容量及高速磁盘存取有特殊需求,而又不计较其高故障率的工作。
当然,如果你正在使用集群,RAID0无疑是提高磁盘I/O性能的最好方法,因为在这种情况下,你就不用担心冗余的问题了。
2.RAID1
特点:
使用磁盘镜像(diskmirroring)的技术,在一个磁盘上存放数据的同时也在另一个磁盘上写一样的数据。
因为有了备份磁盘,所以RAID1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。
尽管其写入数据的速度比较慢,但因其数据是以分段的方式作储存,因而在读取时,它几乎和RAID0有同样的性能。
磁盘利用数:
n/2。
配置条件:
最低两块磁盘,且分区大小尽量相同。
应用领域:
数据库、金融系统等一些对数据有着高可靠性要求的领域。
再者就是系统中写数据量比较少,而读数据量又比较多的情况下可以采用这一模式。
3.RAID5
特点:
以数据的校验位来保证数据的安全,但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位,而是将数据段的校验位交互存放于各个磁盘上。
这样,任何一个磁盘损坏,都可以根据其他磁盘上的校验位来重建损坏的数据。
并行读写数据,性能也很高。
磁盘利用数:
n-1。
配置条件:
最低三块硬盘,且分区大小尽量相同。
应用领域:
适合于事务处理环境,例如民航售票处、销售系统等。
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