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磁盘升级培训学习目标：对软RAID的配置及修复、巻组的管理、逻辑卷的扩充、文件系统的扩充等有所了解。学习效果：通过学习该课程，可以独立的配置和管理RAID、LVM。具体操作流程：磁盘阵列RAID简介：RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写，中文意思是独立冗余磁盘阵列。冗余磁盘阵列技术诞生于1987年，简单地解释，就是将N台硬盘通过RAID Controller（分Hardware，Software）结合成虚拟单台大容量的硬盘使用。RAID的采用为存储系统（或者服务器的内置存储）带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。整个 RAID 由于选择的等级 (level) 不同，而使得整合后的磁盘具有不同的功能。那些需要在硬盘上保存大量数据的人(例如 一个普通的管理人员) ，采用 RAID 技术将会很方便。采用 RAID 的主要原因是: 增强了速度 扩容了存储能力(以及更多的便利) 可高效恢复磁盘 硬RAID与软RAID的区别： 硬RAID: 通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，比如：各种RAID卡，还有主板集成能够做的RAID的都是硬RAID。 软RAID: 通过用操作系统来完成RAID功能的就是软RAID,比如：在Windows2000操作系统下，用三块硬盘做的RAID5. 一、性能 这可能是最重要的一个方面，用RAID就是为了提高性能。从理论上说，使用RAID0可以获得使用单硬盘双倍的速度，用软硬RAID0都可以接近这个速度。使用软RAID的CPU占用率要高一些，所以在性能上，硬RAID要领先。 二、稳定性 做RAID是为了追求性能，所以一般使用7200rpm的硬盘。而市面上主流7200rpm硬盘的发热量普遍较大，同时在机箱里放上两块，散热就已经是个问题，更何况是三块。毕竟稳定压倒一切，要是硬盘被烧毁就得不偿失了。况且，有些机箱根本放不下三块硬盘。因此使用硬RAID的稳定性要高一些。 三、操作简便性 在Windows2000/2003中实现RAID只需要几个简单的步骤，整个界面都是中文的，即使是对RAID了解不多的人也能实现。如果是用外插的RAID卡话，操作就麻烦多了，操作界面都是英文，还不能使用翻译软件，所以软RAID实现起来更加简便。 四、兼容性 到目前为止，只有Windows2000/2003支持软RAID。这就是说，如果你用软RAID，那么你必须放弃Win9xWinMeLinux等。硬RAID的兼容性要好一些，甚至可以兼容DOS。如果Windows出了问题，做系统维护就方便多了。 五、安全性 软RAID安全性不好，当有一块硬盘损坏时，它不能实现重建的功能，而且它的局限性也很在，而硬RAID有硬盘丢失时，它可以实现重建，以及如果RAID卡损坏时，它可以通过更换RAID卡，实现不丢失数据的功能。 主板集成RAID与外插RAID卡RAID的区别： 最后软RAID与硬RAID最大的不同在于，软RAID是操作系统建立的，而硬RAID是纯粹硬件建立，跳过了操作系统。所以，两者各有一些优缺点。 软RAID的优点：软RAID调整方便，能按需要的容量调整，硬RAID必须按照全部硬盘空间建立。当容量不同的硬盘建立RAID时，软RAID能够把剩余的空间也利用起来，而硬RAID就只有浪费剩余的空间了。 软RAID的缺点：软RAID只能建立在单个操作系统上，存储的文件不能被其他操作系统共享，而且也不能在这台电脑上建立软RAID后，把所有硬盘换到另一台电脑上继续使用。另外就是RAID的CPU占用率会高一些。 总的来说，软RAID比硬RAID更方便灵活，但安全性更低一些，比较适合有不同容量硬盘的个人用户，而单位用户，还是使用硬RAID更好。在选择用那种RAID形式时，首先根据客户的需求，整机的价位以及这台机器客户最终用于做什么，几种情况而定。Raid规范：主要包含RAID 0RAID 7等数个规范，它们的侧重点各不相同，主要介绍各种常用的raid。1)Raid0：无差错控制的带区组要实现RAID0必须要有两个以上硬盘驱动器，RAID0实现了带区组，数据并不是保存在一个硬盘上，而是分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不同驱动器上，所以数据吞吐率大大提高，驱动器的负载也比较平衡。如果刚好所需要的数据在不同的驱动器上效率最好。它不需要计算校验码，实现容易。它的缺点是它没有数据差错控制，如果一个驱动器中的数据发生错误，即使其它盘上的数据正确也无济于事了。不应该将它用于对数据稳定性要求高的场合。如果用户进行图象（包括动画）编辑和其它要求传输比较大的场合使用RAID0比较合适。同时，RAID可以提高数据传输速率，比如所需读取的文件分布在两个硬盘上，这两个硬盘可以同时读取。那么原来读取同样文件的时间被缩短为1/2。在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能的，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都无法使用。2)Raid1：镜象结构对于使用这种RAID1结构的设备来说，RAID控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。必须有两个驱动器。因为是镜象结构在一组盘出现问题时，可以使用镜象，提高系统的容错能力。它比较容易设计和实现。每读一次盘只能读出一块数据，也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。因为RAID1的校验十分完备，因此对系统的处理能力有很大的影响，通常的RAID功能由软件实现，而这样的实现方法在服务器负载比较重的时候会大大影响服务器效率。当您的系统需要极高的可靠性时，如进行数据统计，那么使用RAID1比较合适。而且RAID1技术支持“热替换”，即不断电的情况下对故障磁盘进行更换，更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可。当主硬盘损坏时，镜像硬盘就可以代替主硬盘工作。镜像硬盘相当于一个备份盘，可想而知，这种硬盘模式的安全性是非常高的，RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%，是所有RAID级别中最低的。3)Raid5：分布式奇偶校验的独立磁盘结构它的奇偶校验码存在于所有磁盘上，其中的p0代表第0带区的奇偶校验值，其它的意思也相同。RAID5的读出效率很高，写入效率一般，块式的集体访问效率不错。因为奇偶校验码在不同的磁盘上，所以提高了可靠性，允许单个磁盘出错。RAID 5也是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硬盘上。这样，任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。4)Raid1+0: 高可靠性与高效磁盘结构这种结构无非是一个带区结构加一个镜象结构，因为两种结构各有优缺点，因此可以相互补充，达到既高效又高速还可以互为镜像的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。这种新结构的价格高，可扩充性不好。主要用于容量不大，但要求速度和差错控制的数据库中。软磁盘阵列的设定：下面会通过做实验的方式，来了解软raid的各种设置。要求：利用 4 个 partition 组成 RAID 5每个 partition 约为 1GB 大小，需确定每个 partition 一样大较佳利用 1 个 partition 设定为 spare disk 这个 spare disk 的大小与其他 RAID 所需 partition 一样大将此 RAID 5 装置挂载到 /mnt/raid 目录下进行救援模式语法：rootwww # mdadm -detail /dev/md0 rootwww # mdadm -create -auto=yes /dev/md0-9 -raid-devices=N -level=015 -spare-devices=N /dev/sdx /dev/hdx. 选项与参数： -create ：为建立 RAID 的选项； -auto=yes ：决定建立后面接的软磁盘阵列装置，亦即 /dev/md0, /dev/md1. -raid-devices=N ：使用几个磁盘 (partition) 作为磁盘阵列的装置 -spare-devices=N ：使用几个磁盘作为备用 (spare) 装置 -level=015 ：设定这组磁盘阵列的等级。有很多，不过建议只要用 0, 1, 5 即可。 -detail ：后面所接的那个磁盘阵列装置的详细资讯. 创建所需的磁盘装置：rootwww # fdisk /dev/had Command (m for help): n First cylinder (2053-5005, default 2053): -raid-devices=4 -spare-devices=1 /dev/hda6,7,8,9,10 rootwww # mdadm -detail /dev/md0 /dev/md0: =RAID 装置档名 Version : 00.90.03 Creation Time : Tue Mar 10 17:47:51 2009 =RAID 被建立的时间 Raid Level : raid5 =RAID 等级为 RAID 5 Array Size : 2963520 (2.83 GiB 3.03 GB) =此 RAID 的可用磁盘容量 Used Dev Size : 987840 (964.85 MiB 1011.55 MB) =每个装置的可用容量 Raid Devices : 4 =用作 RAID 的装置数量 Total Devices : 5 =全部的装置数量 Preferred Minor : 0 Persistence : Superblock is persistent Update Time : Tue Mar 10 17:52:23 2009 State : clean Active Devices : 4 =启动的(active)装置数量 Working Devices : 5 =可动作的装置数量 Failed Devices : 0 =出现错误的装置数量 Spare Devices : 1 =预备磁盘的数量 Layout : left-symmetric Chunk Size : 64K 小区块 UUID : 7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b -fail 装置 选项与参数： -add ：会将后面的装置加入到这个 md 中。 -remove ：会将后面的装置由这个 md 中移除 -fail ：会将后面的装置设定成为出错的状态 设定磁盘为错误 (fault)：# 0. 先复制一些东西到 /mnt/raid 去，假设这个 RAID 已经在使用了 rootwww # cp -a /etc /var/log /mnt/raid rootwww # df /mnt/raid du -sm /mnt/raid/* Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/md0 2916920 188464 2580280 7% /mnt/raid 118 /mnt/raid/etc 8 /mnt/raid/log 1 /mnt/raid/lost+found # 1. 假设 /dev/hda8 这个装置出错了，实际模拟的方式： rootwww # mdadm -manage /dev/md0 -fail /dev/hda8 mdadm: set /dev/hda8 faulty in /dev/md0 rootwww # mdadm -detail /dev/md0 .(前面省略). State : clean, degraded, recovering Active Devices : 3 Working Devices : 4 Failed Devices : 1 . recovery = 0.8% (9088/987840) finish=14.3min speed=1136K/sec # 2. 已经由 spare disk 重建完的 RAID 5 情况 rootwww # mdadm -detail /dev/md0 .(前面省略). Number Major Minor RaidDevice State 0 3 6 0 active sync /dev/hda6 1 3 7 1 active sync /dev/hda7 2 3 10 2 active sync /dev/hda10 3 3 9 3 active sync /dev/hda9 4 3 8 - faulty spare /dev/hda8 rootwww # cat /proc/mdstat Personalities : raid6 raid5 raid4 md0 : active raid5 hda93 hda102 hda84(F) hda71 hda60 2963520 blocks level 5, 64k chunk, algorithm 2 4/4 UUUU 将出错的磁盘移除并加入新磁盘：rootwww # fdisk /dev/had Command (m for help): n First cylinder (2668-5005, default 2668): =这里按 enter Using default value 2668 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (2668-5005, default 5005): +1000M Command (m for help): w rootwww # partprobe # 此时系统会多一个 /dev/hda11 的磁盘。 # 4. 加入新的磁盘删除有问题的磁盘 rootwww # mdadm -manage /dev/md0 -add /dev/hda11 -remove /dev/hda8mdadm: added /dev/hda11 mdadm: hot removed /dev/hda8 rootwww # mdadm -detail /dev/md0 .(前面省略). 0 3 6 0 active sync /dev/hda6 1 3 7 1 active sync /dev/hda7 2 3 10 2 active sync /dev/hda10 3 3 9 3 active sync /dev/hda9 4 3 11 - spare /dev/hda11 开机自动启动 RAID 并自动挂载：rootwww # mdadm -detail /dev/md0 | grep -i uuid UUID : 7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b # 后面那一串资料，就是这个装置向系统注册的 UUID 识别码。 # 开始设定 mdadm.conf rootwww # vi /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 UUID=7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b # RAID装置 识别码内容 # 开始设定开机自动挂载并测试 rootwww # vi /etc/fstab /dev/md0 /mnt/raid ext3 defaults 1 2 rootwww # umount /dev/md0 mount a rootwww # df /mnt/raid Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/md0 2916920 188464 2580280 7% /mnt/raid # 你得确定可以顺利挂载，并且没有发生任何错误。 关闭软RAID：# 1. 先卸载且删除设定档内与这个 /dev/md0 有关的设定： rootwww # umount /dev/md0 rootwww # vi /etc/fstab /dev/md0 /mnt/raid ext3 defaults 1 2 # 将这一行删除掉。或者是注解掉也可以。 # 2. 直接关闭 /dev/md0 的方法。 rootwww # mdadm -stop /dev/md0 mdadm: stopped /dev/md0 =这样就关闭了。 rootwww # cat /proc/mdstat Personalities : raid6 raid5 raid4 unused devices: = 确实不存在任何阵列装置。 rootwww # vi /etc/mdadm.conf ARRAY /dev/md0 UUID=7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b #删除他或是注解他 逻辑盘卷管理 LVM简介：LVM是逻辑盘卷管理（LogicalVolumeManager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。通过LVM系统管理员可以轻松管理磁盘分区，如：将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组（volumegroup），形成一个存储池。管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组（logicalvolumes），并进一步在逻辑卷组上创建文件系统。管理员通过LVM可以方便的调整存储卷组的大小，并且可以对磁盘存储按照组的方式进行命名、管理和分配。而且当系统添加了新的磁盘，通过LVM管理员就不必将磁盘的文件移动到新的磁盘上以充分利用新的存储空间，而是直接扩展文件系统跨越磁盘即可。LVM的基本术语：物理存储介质（Thephysicalmedia）：这里指系统的存储设备：硬盘，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。物理卷（physicalvolume）：物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID)，是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有与LVM相关的管理参数。卷组（VolumeGroup）：LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，其由物理卷组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷），LVM卷组由一个或多个物理卷组成。逻辑卷（logicalvolume）：LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之