RAID 1 軟體實現（Linux 系統）

来源:https://www.cnblogs.com/Renqy/archive/2020/06/10/13083241.html
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實現raid有2種方式：軟體 RAID 的性能較低，因為其使用主機的資源。 需要載入 RAID 軟體以從軟體 RAID 捲中讀取數據。在載入 RAID 軟體前，操作系統需要引導起來才能載入 RAID 軟體。在軟體 RAID 中無需物理硬體。零成本投資。硬體 RAID 的性能較高。他們採用 PCI E... ...


實現raid有2種方式：

軟體 RAID 的性能較低，因為其使用主機的資源。 需要載入 RAID 軟體以從軟體 RAID 捲中讀取數據。在載入 RAID 軟體前，操作系統需要引導起來才能載入 RAID 軟體。在軟體 RAID 中無需物理硬體。零成本投資。

硬體 RAID 的性能較高。他們採用 PCI Express 卡物理地提供有專用的 RAID 控制器。它不會使用主機資源。他們有 NVRAM 用於緩存的讀取和寫入。緩存用於 RAID 重建時，即使出現電源故障，它會使用後備的電池電源保持緩存。對於大規模使用是非常昂貴的投資。

RAID有不同的級別。在這裡，我們僅列出在真實環境下的使用最多的 RAID 級別。

    • RAID0 = 條帶化
    • RAID1 = 鏡像
    • RAID5 = 單磁碟分散式奇偶校驗
    • RAID6 = 雙磁碟分散式奇偶校驗
    • RAID10 = 鏡像 + 條帶。（嵌套RAID）

e850352ac65c103887cd779ab3119313b07e8933

RAID 1稱為磁碟鏡像，原理是把一個磁碟的數據鏡像到另一個磁碟上，也就是說數據在寫入一塊磁碟的同時，會在另一塊閑置的磁碟上生成鏡像文件，在不影響性能情況下最大限度的保證系統的可靠性和可修複性上，只要系統中任何一對鏡像盤中至少有一塊磁碟可以使用，甚至可以在一半數量的硬碟出現問題時系統都可以正常運行，當一塊硬碟失效時，系統會忽略該硬碟，轉而使用剩餘的鏡像盤讀寫數據，具備很好的磁碟冗餘能力。雖然這樣對數據來講絕對安全，但是成本也會明顯增加，磁碟利用率為50%，以四塊80GB容量的硬碟來講，可利用的磁碟空間僅為160GB。另外，出現硬碟故障的RAID系統不再可靠，應當及時的更換損壞的硬碟，否則剩餘的鏡像盤也出現問題，那麼整個系統就會崩潰。更換新盤後原有數據會需要很長時間同步鏡像，外界對數據的訪問不會受到影響，只是這時整個系統的性能有所下降。因此，RAID 1多用在保存關鍵性的重要數據的場合。

RAID 1主要是通過二次讀寫實現磁碟鏡像，所以磁碟控制器的負載也相當大，尤其是在需要頻繁寫入數據的環境中。為了避免出現性能瓶頸，使用多個磁碟控制器就顯得很有必要。

RAID 1 :磁碟利用率為50%,二次讀寫實現磁碟鏡像。

1、準備工作

安裝系統後，主板上連接2塊硬碟，這裡我用虛擬機做實驗。

試驗系統：Centos 8.1.1911

2、創建邏輯捲RAID 1

查看邏輯捲及分區

[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
sdc           8:32   0    1G  0 disk
sr0          11:0    1 1024M  0 rom
[root@study ~]#

我們使用sdb 和 sdc 簡歷邏輯捲RAID1

[root@study ~]# mdadm -C /dev/md0 -l raid1 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
    may not be suitable as a boot device.  If you plan to
    store '/boot' on this device please ensure that
    your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
    --metadata=0.90
Continue creating array?
Continue creating array? (y/n) y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
[root@study ~]#

查看狀態

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:24:52 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]#

格式化分區並掛載使用

[root@study ~]# mkfs.ext4 /dev/md0
mke2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
創建含有 261632 個塊（每塊 4k）和 65408 個inode的文件系統
文件系統UUID：07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772
超級塊的備份存儲於下列塊：
	32768, 98304, 163840, 229376

正在分配組表： 完成
正在寫入inode表： 完成
創建日誌（4096 個塊）完成
寫入超級塊和文件系統賬戶統計信息： 已完成

[root@study ~]# mkdir /mnt/raid1
[root@study ~]# mount /dev/md0 /mnt/raid1/
[root@study ~]# echo "this is linux raid1" > /mnt/raid1/readme.txt
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/readme.txt
-rw-r--r--. 1 root root 20 6月   9 07:27 /mnt/raid1/readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

配置自動掛載

[root@study ~]# umount /mnt/raid1
[root@study ~]# blkid /dev/md0
/dev/md0: UUID="07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772" TYPE="ext4"
[root@study ~]# vim /etc/fstab
[root@study ~]# cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu May 28 03:40:23 2020
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/cl-root     /                       xfs     defaults        0 0
UUID=9df293e1-6753-4be2-9733-dad673e61f4a /boot                   ext4    defaults        1 2
/dev/mapper/cl-swap     swap                    swap    defaults        0 0
UUID="07d1f71a-95dd-4985-b018-e205de9b9772" /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0
[root@study ~]# mount -a
[root@study ~]# df -h
文件系統             容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs             885M     0  885M    0% /dev
tmpfs                903M     0  903M    0% /dev/shm
tmpfs                903M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                903M     0  903M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.3G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]#

3、模擬raid磁碟故障

移除磁碟sdc。

移除後，partprobe刷新下分區。

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:30:15 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 17

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]# partprobe /dev/md0
[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1 /mnt/raid1
sr0          11:0    1 1024M  0 rom

查看raid1狀態數據

發現數據依然存在，沒有影響到數據。

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 07:35:17 2020
             State : clean, degraded
    Active Devices : 1
   Working Devices : 1
    Failed Devices : 1
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       -       0        0        1      removed

       1       8       32        -      faulty   /dev/sdc
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/
總用量 20
drwx------. 2 root root 16384 6月   9 07:26 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root    20 6月   9 07:27 readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#

修複RAID1

移除故障磁碟，插入新磁碟，然後重啟伺服器。

[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1 /mnt/raid1
sdc           8:32   0    1G  0 disk
sr0          11:0    1 1024M  0 rom
[root@study ~]# df -h
文件系統             容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs             886M     0  886M    0% /dev
tmpfs                904M     0  904M    0% /dev/shm
tmpfs                904M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                904M     0  904M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.4G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]# umount /mnt/raid1
[root@study ~]# mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc
mdadm: added /dev/sdc
[root@study ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sda           8:0    0   20G  0 disk
├─sda1        8:1    0    1G  0 part  /boot
└─sda2        8:2    0   19G  0 part
  ├─cl-root 253:0    0   17G  0 lvm   /
  └─cl-swap 253:1    0    2G  0 lvm   [SWAP]
sdb           8:16   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1
sdc           8:32   0    1G  0 disk
└─md0         9:0    0 1022M  0 raid1
sr0          11:0    1 1024M  0 rom

查看數據

[root@study ~]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Jun  9 07:24:46 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
     Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Tue Jun  9 21:11:45 2020
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

              Name : study.server.com:0  (local to host study.server.com)
              UUID : 77aeebdc:4a82397f:0a1ab9ad:dadf083c
            Events : 53

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       2       8       32        1      active sync   /dev/sdc
[root@study ~]# mount -a
[root@study ~]# df -h
文件系統             容量  已用  可用 已用% 掛載點
devtmpfs             886M     0  886M    0% /dev
tmpfs                904M     0  904M    0% /dev/shm
tmpfs                904M  9.4M  894M    2% /run
tmpfs                904M     0  904M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cl-root   17G  4.4G   13G   26% /
/dev/sda1            976M  143M  766M   16% /boot
tmpfs                181M  1.2M  180M    1% /run/user/42
tmpfs                181M  4.0K  181M    1% /run/user/0
/dev/md0             990M  2.6M  921M    1% /mnt/raid1
[root@study ~]# ll /mnt/raid1/
總用量 20
drwx------. 2 root root 16384 6月   9 07:26 lost+found
-rw-r--r--. 1 root root    20 6月   9 07:27 readme.txt
[root@study ~]# cat /mnt/raid1/readme.txt
this is linux raid1
[root@study ~]#


讀書和健身總有一個在路上

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  • 彈幕樹洞項目功能新增篇
    項目地址 項目後端地址： https://github.com/ZyPLJ/ZYTteeHole 項目前端頁面地址： ZyPLJ/TreeHoleVue (github.com) https://github.com/ZyPLJ/TreeHoleVue 目前項目測試訪問地址： http://tree ...
  • 第27篇 sqlserver2022詳細安裝步驟
    話不多說，直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載： https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe，運行開始下載SQL server； 二. ...
  • .NET 開源高性能 MQTT 類庫
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
  • 警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
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