Linux命令-mdadm管理磁盘阵列组 文章目录​​​​​​​ 概要 一 磁盘阵列是什么？        二 RAID的级别 RAID 0 RAID 1  RAID 5  RAID10 三 命令介绍 四 语法格式 五 基本参数 六 参考实例 创建RAID 0磁盘阵列组 创建RAID 1磁盘阵列组 创建RAID 5磁盘阵列组 创建RAID 10磁盘阵列组 删除磁盘阵列 停止磁盘阵列 激活磁盘阵列  命令总结 概要         在linux里，mdadm是制作软raid的命令，这里我们就先了解一下什么是磁盘阵列以及几个RAID的级别，然后再聊命令，这样就更容易理解命令的各个参数是代表着什么含义。 一 磁盘阵列是什么？        磁盘阵列的英文是Redundant Arrays of Independent Disks，缩写既是RAID，有“独立磁盘构成具有冗余能力的阵列”之意。磁盘阵列是由很多磁盘，以硬件（RAID卡）或软件（MDADM）形式组合成一个容量巨大的磁盘组，利用多个磁盘组合在一起，提升整个磁盘系统效能。 二 RAID的级别 这里只介绍比较常用的RAID 0、RAID 1、RAID 5、和RAID 10的概念。 注意RAID10并不是读作RAID（十），而是RAID（一零） RAID 0 RAID 0原理是把多块物理磁盘设备（至少需要两块）通过硬件和软件的方式串联到一起，组成一个大的卷组，并将数据依次写入各个物理磁盘中。这样一来，磁盘设备的读写性能将会提升数倍（取决于磁盘数量）；若有任意一块磁盘发生故障，将会导致整个系统的数据都受到了破坏。简单来说，RAID 0 技术能够有效提升磁盘数据的吞吐速度（读写），但不具备数据备份和修复磁盘的能力。如下图所示，数据被分别写入到不同的磁盘设备中，最终实现提升读取和写入速度的效果。 RAID 0存储数据结构图 RAID 1  RAID 1也被称为磁盘镜像（至少需要两块），原理是把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上，也就是说数据在写入一块磁盘的同时，会在另一块闲置的磁盘上生成镜像文件，在不影响性能情况下最大限度的保证系统的可靠性和可修复性上，只要系统中任何一对镜像盘中至少有一块磁盘可以使用，甚至可以在一半数量的硬盘出现问题时系统都可以正常运行,当一块硬盘失效时，系统会忽略该硬盘，转而使用剩余的镜像盘读写数据，具备很好的磁盘冗余能力。虽然这样对数据来讲绝对安全，但是成本也会明显增加，磁盘利用率为50%，以四块80GB容量的硬盘来讲，可利用的磁盘空间仅为160GB。 RAID 1存储数据结构图 RAID 5  RAID 5技术是把磁盘设备的数据奇偶校验信息保存到每个磁盘设备中。这样的优势是就算有一块磁盘设备损坏了，也可通过奇偶校验信息尝试恢复重建损坏的数据。RAID 5这样的技术特性兼顾了磁盘设备的读写速度，数据安全性以及存储成本问题。而RAID 5至少是由三块磁盘组成的，使用的是磁盘切割技术，相比于RAID 1级别，RAID 5的磁盘使用率有三分之二；效率更高，存储成本也随之降低，需要注意的是无论有多少块磁盘组RAID 5，最大程度只能存在坏一块的可能。  如下图所示，Parity就是存储数据时的奇偶校验信息。  RAID5 存储数据结构图 RAID10 RIAD 10原理实际上是RAID 1+RAID 0技术的一个结合，RAID 10是至少需要到四块磁盘组成的，其中先分别将两两制成RAID 1的磁盘阵列，以保证数据的安全性；然后再对两个RAID 1磁盘阵列实施RAID 0技术，进一步提高磁盘设备的读写速度。从理论方面来说，只要坏的位置不是同个阵列的磁盘，那么最多可以损坏一半的磁盘设备而不丢失数据。由于RAID 10技术继承了RAID 0的高读写速度和RAID 1的数据安全性，在不考虑成本的情况下RAID 10的性能也超过了RAID 5，因此当前成为较为广泛的一种存储技术。 RAID 10 存储数据结构图 三 命令介绍         先来看下mdadm的帮助文档 NAME        mdadm - manage MD devices aka Linux Software RAID         mdadm（multiple devices admin）命令的主要功能是用来管理RAID磁盘阵列组，linux系统中实现软RAID设备的命令，可以进行创建，调整，监控，删除等全套管理操作。 四 语法格式 mdadm命令的格式是：mdadm 【模式】【磁盘阵列】【参数】设备名 SYNOPSIS        mdadm [mode] [options] 五 基本参数 mdadm的参数有以下内容，因为此命令的参数较多，以表格形式呈现 -A激活预先配置的磁盘阵列-B创建一个没有超级快的RAID设备-C创建一个新的阵列组-F选择监控模式-G改变RAID设备的大小或形态-s扫描配置文件或/proc/mdstat得到阵列缺失部分-D打印磁盘阵列设备的详细信息-f将设备状态定为故障-a添加新的设备到阵列组-r移除设备-l设定磁盘阵列的级别-n指定阵列成员（分区/磁盘）的数量-x指定阵列中备用盘的数量-c设定阵列的块大小，单位为kb-S停止阵列组 六 参考实例 创建RAID 0磁盘阵列组 需求：创建一个RAID 0的磁盘阵列组，使用两块磁盘，不使用备用盘； 模拟过程：需要先把虚拟机的磁盘添加两块。 [root@localhost ~]# ll /dev/sd* brw-rw----. 1 root disk 8, 0 3月 1 13:03 /dev/sda brw-rw----. 1 root disk 8, 1 3月 1 13:03 /dev/sda1 brw-rw----. 1 root disk 8, 2 3月 1 13:03 /dev/sda2 brw-rw----. 1 root disk 8, 16 3月 1 13:03 /dev/sdb brw-rw----. 1 root disk 8, 32 3月 1 13:03 /dev/sdc [root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb /dev/sdc #创建磁盘阵列组 mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md0 started. [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md0 #查看状态 /dev/md0: ...... Number Major Minor RaidDevice State 0 8 16 0 active sync /dev/sdb 1 8 32 1 active sync /dev/sdc [root@localhost ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf #生成配置文件 [root@localhost ~]# ll /dev/md0 brw-rw----. 1 root disk 9, 0 3月 1 13:06 /dev/md0 [root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md0 #格式化设备 [root@localhost ~]# mkdir /raid0 [root@localhost ~]# mount /dev/md0 /raid0 #挂载到/raid0目录 [root@localhost ~]# df -h /raid0/ 文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/md0 40G 33M 40G 1% /raid0 创建RAID 1磁盘阵列组 需求：创建RAID 1磁盘阵列组，添加三块盘，两块作为RAID 1镜像使用，一块作为备用盘，模拟磁盘出现故障，备用盘自动替换故障盘，将故障盘移除，并添加新的磁盘恢复到2+1的状态。 [root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md1 -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sd[b-d] #创建raid 1阵列 ...... mdadm: array /dev/md1 started. #将raid1信息写入到配置文件中 [root@localhost ~]# mdadm -Ds /dev/md1> /etc/mdadm.conf #查看md1的状态 [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1 /dev/md1: ...... Number Major Minor RaidDevice State 0 8 16 0 active sync /dev/sdb 1 8 32 1 active sync /dev/sdc 2 8 48 - spare /dev/sdd #将设备格式化，发现有现有的xfs文件系统，可以直接加个-f参数强制格式化 [root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md1 mkfs.xfs: /dev/md1 appears to contain an existing filesystem (xfs). mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite. [root@localhost ~]# mkfs.xfs -f /dev/md1 [root@localhost ~]# mkdir /raid1 #挂载设备 [root@localhost ~]# mount /dev/md1 /raid1 #提前准备测试文件 [root@localhost ~]# touch /raid1/{1..6}.txt [root@localhost ~]# cp /etc/passwd /raid1/passwd.txt 模拟损坏一块磁盘，让备用盘自动备份好数据 ； #模拟损坏了一块磁盘 [root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md1 /dev/sdb mdadm: set /dev/sdb faulty in /dev/md1 #查看状态，发现备用盘正在恢复数据 [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1 /dev/md1: ...... Consistency Policy : resync Rebuild Status : 10% complete #正在重新一对一恢复 Name : localhost.localdomain:1 (local to host localhost.localdomain) UUID : 12b2442b:3c9cc994:501eee5f:e8de8a15 Events : 20 Number Major Minor RaidDevice State 2 8 48 0 spare rebuilding /dev/sdd 1 8 32 1 active sync /dev/sdc 0 8 16 - faulty /dev/sdb #重新将扫描后的设备信息写入到文件 [root@localhost ~]# mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf #查看数据是否出现丢失 [root@localhost ~]# ll /raid1/ 总用量 4 -rw-r--r--. 1 root root 0 3月 1 13:35 1.txt -rw-r--r--. 1 root root 0 3月 1 13:35 2.txt -rw-r--r--. 1 root root 0 3月 1 13:35 3.txt -rw-r--r--. 1 root root 0 3月 1 13:35 4.txt -rw-r--r--. 1 root root 0 3月 1 13:35 5.txt -rw-r--r--. 1 root root 0 3月 1 13:35 6.txt -rw-r--r--. 1 root root 2317 3月 1 13:35 passwd.txt [root@localhost ~]# head -10 /raid1/passwd.txt root:x:0:0:root:/root:/bin/bash bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin ......  移除损坏的磁盘，并且重新添加一块热备盘到raid 1磁盘阵列中； #移除损坏数据的磁盘 [root@localhost ~]# mdadm -r /dev/md1 /dev/sdb mdadm: hot removed /dev/sdb from /dev/md1 [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1 /dev/md1: ...... Number Major Minor RaidDevice State 2 8 48 0 active sync /dev/sdd 1 8 32 1 active sync /dev/sdc #重新添加一块热备盘 [root@localhost ~]# mdadm -a /dev/md1 /dev/sde mdadm: added /dev/sde #查看状态 [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md1 /dev/md1: ...... Number Major Minor RaidDevice State 2 8 48 0 active sync /dev/sdd 1 8 32 1 active sync /dev/sdc 3 8 64 - spare /dev/sde 到这里raid 1阵列已经配置好了。  创建RAID 5磁盘阵列组 需求：创建RIAD 5磁盘阵列组，使用3块磁盘+1块备用盘，并且模拟后续还需要多加1块磁盘到阵列组。 [root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 -c 32 /dev/sd[b-e] #创建磁盘阵列 ...... mdadm: array /dev/md5 started. [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5 #查看状态 /dev/md5: ...... Number Major Minor RaidDevice State 0 8 16 0 active sync /dev/sdb 1 8 32 1 active sync /dev/sdc 4 8 48 2 spare rebuilding /dev/sdd 3 8 64 - spare /dev/sde [root@localhost ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf #写入配置文件 #格式化设备 [root@localhost ~]# mkfs.xfs -f /dev/md5 [root@localhost ~]# mkdir /raid5 #挂载到/raid5目录 [root@localhost ~]# mount /dev/md5 /raid5 #添加一些数据进去 [root@localhost ~]# cp /etc/passwd /raid5/passwd [root@localhost ~]# cp /etc/hosts /raid5/hosts 加一块磁盘 扩展raid 5磁盘阵列； #取消挂载开始扩展raid5 [root@localhost ~]# umount /dev/md5 [root@localhost ~]# mdadm -G /dev/md5 -n 4 -c 32 #重新写入信息到配置文件中 [root@localhost ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md5 /dev/md5: ...... Layout : left-symmetric Chunk Size : 32K Consistency Policy : resync Reshape Status : 16% complete #正在扩展中 Delta Devices : 1, (3->4) Name : localhost.localdomain:5 (local to host localhost.localdomain) UUID : 5b3697cf:57b4eb6d:8828ec0f:5ce38181 Events : 48 Number Major Minor RaidDevice State 0 8 16 0 active sync /dev/sdb 1 8 32 1 active sync /dev/sdc 4 8 48 2 active sync /dev/sdd 3 8 64 3 active sync /dev/sde #使用这个命令可以看到是哪几个磁盘组了阵列 [root@localhost ~]# lsblk ...... sdb 8:16 0 20G 0 disk └─md5 9:5 0 40G 0 raid5 sdc 8:32 0 20G 0 disk └─md5 9:5 0 40G 0 raid5 sdd 8:48 0 20G 0 disk └─md5 9:5 0 40G 0 raid5 sde 8:64 0 20G 0 disk └─md5 9:5 0 40G 0 raid5 #重新挂载后，数据还存在，并且可以继续写入内容 [root@localhost ~]# mount /dev/md5 /raid5 [root@localhost ~]# ll /raid5/ 总用量 8 -rw-r--r--. 1 root root 158 3月 1 13:59 hosts -rw-r--r--. 1 root root 2317 3月 1 13:59 passwd [root@localhost ~]# touch /raid5/{1..5}.txt [root@localhost ~]# !ll ll /raid5/ 总用量 8  到这里raid 5的配置实验已经结束了。 创建RAID 10磁盘阵列组 需求：创建RAID 10磁盘阵列，需要用到四块磁盘，并且增加一块备用盘，模拟如果坏掉了一块磁盘，将磁盘移除后，重新添加一块备用盘。 [root@localhost ~]# mdadm -Cv /dev/md10 -l 10 -n 4 -x 1 /dev/sd[b-f] #创建raid10 mdadm: layout defaults to n2 mdadm: layout defaults to n2 mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: size set to 20954112K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md10 started. [root@localhost ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf #将信息写入到配置文件里 [root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/md10 meta-data=/dev/md10 isize=512 agcount=16, agsize=654720 blks = sectsz=512 attr=2, projid32bit=1 = crc=1 finobt=0, sparse=0 data = bsize=4096 blocks=10475520, imaxpct=25 = sunit=128 swidth=256 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1 log =internal log bsize=4096 blocks=5120, version=2 = sectsz=512 sunit=8 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0 [root@localhost ~]# mkdir /raid10 [root@localhost ~]# mount /dev/md10 /raid10 #挂载 模拟损坏了一块磁盘，让备份盘自动恢复数据； [root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md10 /dev/sdb #模拟损坏一块盘 mdadm: set /dev/sdb faulty in /dev/md10 [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md10 /dev/md10: Version : 1.2 Creation Time : Wed Mar 1 14:21:12 2023 Raid Level : raid10 Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB) Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB) Raid Devices : 4 Total Devices : 5 Persistence : Superblock is persistent Update Time : Wed Mar 1 14:24:25 2023 State : clean, degraded, recovering Active Devices : 3 Working Devices : 4 Failed Devices : 1 Spare Devices : 1 Layout : near=2 Chunk Size : 512K Consistency Policy : resync Rebuild Status : 12% complete #备用盘正在自动恢复中 Name : localhost.localdomain:10 (local to host localhost.localdomain) UUID : 5d88661b:3c2b4c65:066fefe1:e3a6ce41 Events : 26 Number Major Minor RaidDevice State 4 8 80 0 spare rebuilding /dev/sdf 1 8 32 1 active sync set-B /dev/sdc 2 8 48 2 active sync set-A /dev/sdd 3 8 64 3 active sync set-B /dev/sde 0 8 16 - faulty /dev/sdb 移除磁盘后重新添加一块备用盘； [root@localhost ~]# mdadm -r /dev/md10 /dev/sdb mdadm: hot removed /dev/sdb from /dev/md10 #重新添加一块备用盘 [root@localhost ~]# mdadm -a /dev/md10 /dev/sdb mdadm: added /dev/sdb #重新写入到配置文件里 [root@localhost ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf [root@localhost ~]# mdadm -D /dev/md10 /dev/md10: ...... Number Major Minor RaidDevice State 4 8 80 0 active sync set-A /dev/sdf 1 8 32 1 active sync set-B /dev/sdc 2 8 48 2 active sync set-A /dev/sdd 3 8 64 3 active sync set-B /dev/sde 5 8 16 - spare /dev/sdb  停止阵列，再重新激活； [root@localhost ~]# umount /dev/md10 [root@localhost ~]# mdadm -Ss /dev/md10 mdadm: stopped /dev/md10 [root@localhost ~]# mdadm -A /dev/md10 mdadm: /dev/md10 has been started with 4 drives and 1 spare. [root@localhost ~]# mount /dev/md10 /raid10 到这里raid10的配置已经结束了。  删除磁盘阵列 删除磁盘阵列的过程中需要注意的是，得先取消挂载后，将磁盘停止了，然后再逐个清空磁盘的数据，这个操作建议只在实验中进行，生产环境请勿随意删除磁盘阵列！ [root@localhost ~]# umount /dev/md10 [root@localhost ~]# rm -rf /etc/mdadm.conf [root@localhost ~]# mdadm -Ss /dev/md10 mdadm: stopped /dev/md10 [root@localhost ~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdb [root@localhost ~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdc [root@localhost ~]# mdadm --zero-superblock /dev/sde [root@localhost ~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdf [root@localhost ~]# mdadm --zero-superblock /dev/sdd 停止磁盘阵列 在创建好在磁盘阵列后，若不使用，可以使用-S参数停止。 [root@localhost ~]# mdadm -Ss /dev/md10 mdadm: stopped /dev/md10 激活磁盘阵列  需要用到磁盘阵列时，将之前配置好的，重新激活就行了。 [root@localhost ~]# mdadm -A /dev/md10 mdadm: /dev/md10 has been started with 4 drives and 1 spare. 命令总结         mdadm的内容其实是很多的，因为主要还是用来创建RAID和管理的，所以需要将几个RAID级别都演示一下，当然可以选择自己需要用到的raid去反复观看。若觉得内容还行的，可以点赞支持一下！