在Redhat Linux AS 4下实现软件RAID

zt371 发布于 2009/05/07 14:14
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在Redhat Linux AS 4下实现软件RAID 一,系统配置信息: ● 操作系统为RedHat Linux AS 4;
● 内核版本为2.6.9-5.EL;
● 支持RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6;
● 五块36GB SCSI接口的磁盘,其中RedHat AS 4安装在第一块磁盘,其它四块组成RAID 5用来存放Oracle数据库。
在RedHat AS 4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RedHat AS 4下已经不支持了。
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RedHat AS 4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RAID 5 这里使用了/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1四个设备创建RAID 5,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 : active raid5 sdd1[3] sde1[4] sdc1[1] sdb1[0] 

75469842 blocks level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/2] [UU_] 

[>....................] recovery = 4.3% (1622601/37734912) finish=1.0min speed=15146K/sec 

unused devices:
当新建或重构完成后,再次查看/proc/mdstat文件:
# more /proc/mdstat 

Personalities : [raid5] 

md0 : active raid5 sdd1[2] sde1[3] sdc1[1] sdb1[0] 

75469842 blocks level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU] 

unused devices:
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/md0 level=raid5 num-devices=3 UUID=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/md0 level=raid5 num-devices=3 UUID=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 -t ext3 /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/raid ext3 defaults 0 0 二,故障模拟
上面的实例,让我们对Redhat Linux AS 4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 : active raid5 sdd1[2] sde1[3] sdc1[1] sdb1[4](F) 75469842 blocks level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/2] [_UU] [=>...................] recovery = 8.9% (3358407/37734912) finish=1.6min speed=9382K/sec unused devices: 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 : active raid5 sdd1[2] sde1[0] sdc1[1] sdb1[3](F) 

75469842 blocks level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU] 

unused devices:
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 : active raid5 sdd1[2] sde1[0] sdc1[1] 75469842 blocks level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU] unused devices: 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 : active raid5 sdb1[3] sdd1[2] sde1[0] sdc1[1] 

75469842 blocks level 5, 128k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU] 

unused devices:
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 三,RAID简介
RAID 是冗余磁盘阵列(Redundant Array of Inexpensive Disk)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RAID level,目前公认的标准是RAID 0~RAID 5。其中的level并不代表技术的高低,RAID 5并不高于RAID 4 ,RAID 0并不低于RAID 2 ,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RAID 0、RAID 1、RAID 5进行简单的介绍。
1.RAID 0 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,RAID 0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,RAID 0 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.RAID 1 特点:使用磁盘镜像(disk mirroring)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RAID 1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RAID 0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.RAID 5 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。(T002)

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