在Linux下使用RAID（四）：創(chuàng)建RAID 5
在 RAID 5 中，數(shù)據(jù)條帶化后存儲在分布式奇偶校驗的多個磁盤上。分布式奇偶校驗的條帶化意味著它將奇偶校驗信息和條帶化數(shù)據(jù)分布在多個磁盤上，這樣會有很好的數(shù)據(jù)冗余。
在 Linux 中配置 RAID 5
對于此 RAID 級別它至少應該有三個或更多個磁盤。RAID 5 通常被用于大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境中，以花費更多的成本來提供更好的數(shù)據(jù)冗余性能。
什么是奇偶校驗？
奇偶校驗是在數(shù)據(jù)存儲中檢測錯誤最簡單的常見方式。奇偶校驗信息存儲在每個磁盤中，比如說，我們有4個磁盤，其中相當于一個磁盤大小的空間被分割去存儲所有磁盤的奇偶校驗信息。如果任何一個磁盤出現(xiàn)故障，我們可以通過更換故障磁盤后，從奇偶校驗信息重建得到原來的數(shù)據(jù)。
RAID 5 的優(yōu)點和缺點
- 提供更好的性能。
- 支持冗余和容錯。
- 支持熱備份。
- 將用掉一個磁盤的容量存儲奇偶校驗信息。
- 單個磁盤發(fā)生故障后不會丟失數(shù)據(jù)。我們可以更換故障硬盤后從奇偶校驗信息中重建數(shù)據(jù)。
- 適合于面向事務處理的環(huán)境，讀操作會更快。
- 由于奇偶校驗占用資源，寫操作會慢一些。
- 重建需要很長的時間。
要求
創(chuàng)建 RAID 5 最少需要3個磁盤，你也可以添加更多的磁盤，前提是你要有多端口的專用硬件 RAID 控制器。在這里，我們使用“mdadm”包來創(chuàng)建軟件 RAID。
mdadm 是一個允許我們在 Linux 下配置和管理 RAID 設(shè)備的包。默認情況下沒有 RAID 的配置文件，我們在創(chuàng)建和配置 RAID 后必須將配置文件保存在一個單獨的文件 mdadm.conf 中。
在進一步學習之前，我建議你通過下面的文章去了解 Linux 中 RAID 的基礎(chǔ)知識。
我的服務器設(shè)置
操作系統(tǒng) : CentOS 6.5 FinalIP 地址 : 192.168.0.227主機名 : rd5.tecmintlocal.com磁盤 1 [20GB] : /dev/sdb磁盤 2 [20GB] : /dev/sdc磁盤 3 [20GB] : /dev/sdd
這是9篇系列教程的第4部分，在這里我們要在 Linux 系統(tǒng)或服務器上使用三個20GB（名為/dev/sdb, /dev/sdc 和 /dev/sdd）的磁盤建立帶有分布式奇偶校驗的軟件 RAID 5。
第1步：安裝 mdadm 并檢驗磁盤
1、 正如我們前面所說，我們使用 CentOS 6.5 Final 版本來創(chuàng)建 RAID 設(shè)置，但同樣的做法也適用于其他 Linux 發(fā)行版。
# lsb_release -a# ifconfig | grep inet
CentOS 6.5 摘要
2、 如果你按照我們的 RAID 系列去配置的，我們假設(shè)你已經(jīng)安裝了“mdadm”包，如果沒有，根據(jù)你的 Linux 發(fā)行版使用下面的命令安裝。
# yum install mdadm [在 RedHat 系統(tǒng)]# apt-get install mdadm [在 Debain 系統(tǒng)]
3、 “mdadm”包安裝后，先使用fdisk命令列出我們在系統(tǒng)上增加的三個20GB的硬盤。
# fdisk -l | grep sd
安裝 mdadm 工具
#p#
4、 現(xiàn)在該檢查這三個磁盤是否存在 RAID 塊，使用下面的命令來檢查。
# mdadm -E /dev/sd[b-d]# mdadm --examine /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd # 或
檢查 Raid 磁盤
注意: 上面的圖片說明，沒有檢測到任何超級塊。所以，這三個磁盤中沒有定義 RAID。讓我們現(xiàn)在開始創(chuàng)建一個吧！
第2步：為磁盤創(chuàng)建 RAID 分區(qū)
5、 首先，在創(chuàng)建 RAID 前磁盤（/dev/sdb, /dev/sdc 和 /dev/sdd）必須有分區(qū)，因此，在進行下一步之前，先使用fdisk命令進行分區(qū)。
# fdisk /dev/sdb# fdisk /dev/sdc# fdisk /dev/sdd
創(chuàng)建 /dev/sdb 分區(qū)
請按照下面的說明在 /dev/sdb 硬盤上創(chuàng)建分區(qū)。
- 按
n創(chuàng)建新的分區(qū)。 - 然后按
P選擇主分區(qū)。選擇主分區(qū)是因為還沒有定義過分區(qū)。 - 接下來選擇分區(qū)號為1。默認就是1。
- 這里是選擇柱面大小，我們沒必要選擇指定的大小，因為我們需要為 RAID 使用整個分區(qū)，所以只需按兩次 Enter 鍵默認將整個容量分配給它。
- 然后，按
P來打印創(chuàng)建好的分區(qū)。 - 改變分區(qū)類型，按
L可以列出所有可用的類型。 - 按
t修改分區(qū)類型。 - 這里使用
fd設(shè)置為 RAID 的類型。 - 然后再次使用
p查看我們所做的更改。 - 使用
w保存更改。
創(chuàng)建 sdb 分區(qū)
注意: 我們?nèi)砸凑丈厦娴牟襟E來創(chuàng)建 sdc 和 sdd 的分區(qū)。
創(chuàng)建 /dev/sdc 分區(qū)
現(xiàn)在，通過下面的截圖給出創(chuàng)建 sdc 和 sdd 磁盤分區(qū)的方法，或者你可以按照上面的步驟。
# fdisk /dev/sdc
創(chuàng)建 sdc 分區(qū)
#p#
創(chuàng)建 /dev/sdd 分區(qū)
# fdisk /dev/sdd
創(chuàng)建 sdd 分區(qū)
6、 創(chuàng)建分區(qū)后，檢查三個磁盤 sdb, sdc, sdd 的變化。
# mdadm --examine /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd# mdadm -E /dev/sd[b-c] # 或
檢查磁盤變化
注意：在上面的圖片中，磁盤的類型是 fd。
7、 現(xiàn)在在新創(chuàng)建的分區(qū)檢查 RAID 塊。如果沒有檢測到超級塊，我們就能夠繼續(xù)下一步，在這些磁盤中創(chuàng)建一個新的 RAID 5 配置。
Check Raid on Partition
*在分區(qū)中檢查 RAID *
第3步：創(chuàng)建 md 設(shè)備 md0
8、 現(xiàn)在使用所有新創(chuàng)建的分區(qū)(sdb1, sdc1 和 sdd1)創(chuàng)建一個 RAID 設(shè)備“md0”（即 /dev/md0），使用以下命令。
# mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1# mdadm -C /dev/md0 -l=5 -n=3 /dev/sd[b-d]1 # 或
9、 創(chuàng)建 RAID 設(shè)備后，檢查并確認 RAID，從 mdstat 中輸出中可以看到包括的設(shè)備的 RAID 級別。
# cat /proc/mdstat
驗證 Raid 設(shè)備
如果你想監(jiān)視當前的創(chuàng)建過程，你可以使用watch命令，將 cat /proc/mdstat 傳遞給它，它會在屏幕上顯示且每隔1秒刷新一次。
# watch -n1 cat /proc/mdstat
監(jiān)控 RAID 5 構(gòu)建過程
Raid 5 過程概要
10、 創(chuàng)建 RAID 后，使用以下命令驗證 RAID 設(shè)備
# mdadm -E /dev/sd[b-d]1
驗證 Raid 級別
注意：因為它顯示三個磁盤的信息，上述命令的輸出會有點長。
#p#
11、 接下來，驗證 RAID 陣列，假定包含 RAID 的設(shè)備正在運行并已經(jīng)開始了重新同步。
# mdadm --detail /dev/md0
驗證 RAID 陣列
第4步：為 md0 創(chuàng)建文件系統(tǒng)
12、 在掛載前為“md0”設(shè)備創(chuàng)建 ext4 文件系統(tǒng)。
# mkfs.ext4 /dev/md0
創(chuàng)建 md0 文件系統(tǒng)
13、 現(xiàn)在，在/mnt下創(chuàng)建目錄 raid5，然后掛載文件系統(tǒng)到 /mnt/raid5/ 下，并檢查掛載點下的文件，你會看到 lost+found 目錄。
# mkdir /mnt/raid5# mount /dev/md0 /mnt/raid5/# ls -l /mnt/raid5/
14、 在掛載點 /mnt/raid5 下創(chuàng)建幾個文件，并在其中一個文件中添加一些內(nèi)容然后去驗證。
# touch /mnt/raid5/raid5_tecmint_{1..5}# ls -l /mnt/raid5/# echo "tecmint raid setups" > /mnt/raid5/raid5_tecmint_1# cat /mnt/raid5/raid5_tecmint_1# cat /proc/mdstat
掛載 RAID 設(shè)備
15、 我們需要在 fstab 中添加條目，否則系統(tǒng)重啟后將不會顯示我們的掛載點。編輯 fstab 文件添加條目，在文件尾追加以下行。掛載點會根據(jù)你環(huán)境的不同而不同。
# vim /etc/fstab/dev/md0 /mnt/raid5 ext4 defaults 0 0
自動掛載 RAID 5
16、 接下來，運行mount -av命令檢查 fstab 條目中是否有錯誤。
# mount -av
檢查 Fstab 錯誤
第5步：保存 Raid 5 的配置
17、 在前面章節(jié)已經(jīng)說過，默認情況下 RAID 沒有配置文件。我們必須手動保存。如果此步中沒有跟隨不屬于 md0 的 RAID 設(shè)備，它會是一些其他隨機數(shù)字。
所以，我們必須要在系統(tǒng)重新啟動之前保存配置。如果配置保存它在系統(tǒng)重新啟動時會被加載到內(nèi)核中然后 RAID 也將被加載。
# mdadm --detail --scan --verbose >> /etc/mdadm.conf
保存 RAID 5 配置
注意：保存配置將保持 md0 設(shè)備的 RAID 級別穩(wěn)定不變。
第6步：添加備用磁盤
18、 備用磁盤有什么用？它是非常有用的，如果我們有一個備用磁盤，當我們陣列中的任何一個磁盤發(fā)生故障后，這個備用磁盤會進入激活重建過程，并從其他磁盤上同步數(shù)據(jù)，這樣就有了冗余。
更多關(guān)于添加備用磁盤和檢查 RAID 5 容錯的指令，請閱讀下面文章中的第6步和第7步。
結(jié)論
在這篇文章中，我們已經(jīng)看到了如何使用三個磁盤配置一個 RAID 5 。在接下來的文章中，我們將看到如何故障排除并且當 RAID 5 中的一個磁盤損壞后如何恢復。
