在Linux系统中,RAID(Redundant Array of Independent Disks)是一种通过将多个独立的硬盘组合在一起,提高数据存储性能和可靠性的技术,RAID技术的主要目的是通过数据镜像、条带化和冗余等策略,实现数据的分布式存储,从而提高系统的性能和数据安全性。
本文将详细介绍RAID的基本概念、级别、原理以及在Linux系统中的配置和使用。
RAID基本概念
1、磁盘:硬盘是计算机中用于存储数据的设备,通常具有固定的容量和转速。
2、数据:计算机中的所有信息,如文档、图片、音频、视频等,都以数据的形式存储在硬盘上。
3、RAID级别:RAID通过不同的策略将多个硬盘组合在一起,以实现更高的性能和可靠性,常见的RAID级别有RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10等。
4、数据镜像:数据镜像是RAID的一种策略,它将源硬盘的数据复制到目标硬盘,使得两个硬盘上的数据始终保持一致,这种策略可以提高数据的可用性,但不能提高性能。
5、条带化:条带化是另一种将多个硬盘组合在一起的策略,它将数据分散到多个硬盘上,形成一个或多个数据条带,这种策略可以提高数据的读写性能,但可能会降低数据的可用性。
6、冗余:冗余是指在多个硬盘之间共享数据,以提高数据的可用性和可靠性,常见的冗余策略有奇偶校验、双奇偶校验、三奇偶校验等。
RAID级别介绍
1、RAID 0:条带化策略,通过将数据分散到多个硬盘上,形成一个或多个数据条带,从而提高数据的读写性能,由于数据是分散存储的,所以数据的可用性较低,RAID 0需要至少两个硬盘。
2、RAID 1:镜像策略,通过将源硬盘的数据复制到目标硬盘,使得两个硬盘上的数据始终保持一致,这种策略可以提高数据的可用性,但不能提高性能,RAID 1需要至少两个硬盘。
3、RAID 5:条带化和奇偶校验策略,通过将数据分散到多个硬盘上,并使用奇偶校验来提高数据的可靠性,RAID 5需要至少三个硬盘。
4、RAID 6:条带化和双奇偶校验策略,通过将数据分散到多个硬盘上,并使用双奇偶校验来提高数据的可靠性,RAID 6需要至少四个硬盘。
5、RAID 10:条带化和镜像策略,通过将数据分散到多个硬盘上,并将其中一个硬盘作为备份盘(只读),从而既能提高数据的读写性能,又能保证一定的数据可用性,RAID 10需要至少三个硬盘。
RAID原理介绍
1、数据分布:RAID将数据分散到多个硬盘上,形成一个或多个数据条带,每个数据条带可以独立进行读写操作,从而提高系统的性能。
2、数据镜像:RAID通过镜像策略将源硬盘的数据复制到目标硬盘,使得两个硬盘上的数据始终保持一致,这种策略可以提高数据的可用性,但不能提高性能。
3、冗余:RAID通过冗余策略在多个硬盘之间共享数据,以提高数据的可用性和可靠性,常见的冗余策略有奇偶校验、双奇偶校验、三奇偶校验等。
Linux系统中的RAID配置与使用
1、在Linux系统中查看硬件信息:使用lsblk
命令查看当前系统中的磁盘设备信息。
2、安装RAID工具:在基于Debian的系统(如Ubuntu)中,可以使用sudo apt-get install mdadm
命令安装mdadm工具;在基于RHEL的系统(如CentOS)中,可以使用sudo yum install mdadm
命令安装mdadm工具。
3、创建RAID阵列:使用mdadm
命令创建RAID阵列,创建一个RAID 0阵列(条带化):
sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1
4、查看RAID阵列状态:使用cat /proc/mdstat
命令查看RAID阵列的状态信息。
5、添加或删除磁盘:使用mdadm
命令添加或删除磁盘,为已创建的RAID阵列添加一个新磁盘:
sudo mdadm --add /dev/md0 --level=0 --raid-devices=3 /dev/nvme0n1
6、重建RAID阵列:当某个磁盘发生故障时,可以使用mdadm
命令重建RAID阵列,重建之前创建的RAID 0阵列:
sudo mdadm --stop /dev/md0 --resync --force --remove-all-devices /dev/sdb1 /dev/sdc1 && sudo mdadm --add /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1 && sudo mdadm --recover --force /dev/md0 && sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf && sudo systemctl restart mdadm-daemon.service && sudo systemctl enable mdadm-daemon.service && sudo mdadm --detail --scan > /etc/mdadm/conf.d/myraid.conf && sudo service mdadm restart && sudo chkconfig mdadm on && sudo systemctl restart network
7、在操作系统中挂载RAID阵列:创建文件系统并挂载RAID阵列到指定目录,在基于Debian的系统(如Ubuntu)中,可以使用以下命令创建ext4文件系统并挂载RAID阵列:
sudo fdisk /dev/md0 <<EOF n # create new partition table p # primary partition (default) 1 # start sector (first sector is MBR and second sector is boot sector) (use default) +512M # size of the partition in MB (use default) or +512M to specify a custom size (e.g. +512M means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in MB (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in sectors (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in cylinders (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in megabytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in kibibytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in mebibytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in gibibytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in pebibytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in exbibytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in yobibytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in zettabytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or +512M* to specify a specific size in yottabytes (e.g. +512M* means +512MB) (use default) or n # new file system type (default is ext4) or T # new filesystem type (default is vfat) or L # new filesystem type (default is ext4L self-tests only) or N # new filesystem type (default is ext4N self-tests only) or b # new block special device file system type (default is ext4B self-tests only) or B # new block special device file system type (default is vfatB self-tests only) or Q # new block special device file system type (default is
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