RedHat Linux下磁盘阵列技术实现探讨

摘要：目前企事业单位的数据存储量越来越大，对磁盘的存储空间和存储效率的要求也越来越高，因此磁盘阵列技术得到了广泛的应用，本文主要就在RedHat linux平台下磁盘阵列技术的实现进行研究和探讨，以提高磁盘的存储效率。

关键词：RedHat linux 磁盘阵列

中图分类号：TP311.51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0023-01

1 磁盘阵列技术概述

磁盘阵列技术即RAID，原理是利用数组方式来做磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。同时利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。

主要的磁盘阵列技术有这几种等级。

（1）RAID-0：等量模式，此模式由相同，型号与容量的磁盘组成，读写性能高，但无容错能力。

（2）RAID-1：映像模式，此模式具有容错能力，但读写性能较低，且比较浪费磁盘空间。

（3）RAID 0+1：RAID 10标准，实际是将RAID 0和RAID 1标准结合的产物，在连续地以位或字节为单位分割数据并且并行读/写多个磁盘的同时，为每一块磁盘作磁盘镜像进行冗余，它的优点是同时拥有RAID 0的超凡速度和RAID 1的数据高可靠性，但是CPU占用率同样也更高，而且磁盘的利用率比较低。

（4）RAID 2：将数据条块化地分布于不同的硬盘上，条块单位为位或字节，并使用称为“加重平均纠错码（海明码）”的编码技术来提供错误检查及恢复.这种编码技术需要多个磁盘存放检查及恢复信息，使得RAID 2技术实施更复杂，因此在商业环境中很少使用。

（5）RAID 3：它同RAID 2非常类似，都是将数据条块化分布于不同的硬盘上，区别在于RAID 3使用简单的奇偶校验，并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用.RAID 3对于大量的连续数据可提供很好的传输率，但对于随机数据来说，奇偶盘会成为写操作的瓶颈。

（6）RAID-5：性能与数据备份的均衡考虑，具有容错性，读写效率较高，是目前市场上应用最为广泛的磁盘阵列方法。

2 RedHat linux环境下RAID的配置

这里主要介绍RAID-5的配置。首先我们重点介绍一下RAID-5技术，此技术通过引入数据校验技术来保证数据的安全，在RAID 5上，读/写指针可同时对阵列设备进行操作，提供了更高的数据流量。RAID 5更适合于小数据块和随机读写的数据，RAID 3与RAID 5相比，最主要的区别在于RAID 3每进行一次数据传输就需涉及到所有的阵列盘；而对于RAID 5来说，大部分数据传输只对一块磁盘操作，并可进行并行操作。在RAID 5中有“写损失”，即每一次写操作将产生四个实际的读/写操作，其中两次读旧的数据及奇偶信息，两次写新的数据及奇偶信息。RAID-5需要最少3块磁盘，磁盘利用率n-1。这种磁盘阵列的数据写入有的类似RAID-0，但它并不使用固定的某块磁盘存放校验数据，而是分散存放在每个磁盘中。因此，当一块磁盘出现了问题，也可以根据其他磁盘中的校验数据进行恢复。

RedHat中RAID-5的配置方法，这里主要使用RedHat本身提供的软件配置方式，由于实验环境的限制，可以使用多个分区模拟多块磁盘，在RedHat平台下允许分区模拟对立磁盘，此方法在实际应用中非常实用。

RAID-5配置基本策略如下。

（1）利用4个分区组成RAID5。

（2）每个分区约为1GB大小，需确定每个分区一样大较佳。

（3）利用一个分区设置为sparedisk，磁盘做数据校验使用。

（4）这个spare disk大小要与其它RAID所需分区一样大。

（5）将此RAID5挂载到/mnt/raid目录下。

在动手配置前首先介绍一下mdadm命令，这是非常实用的RAID创建工具。

mdadm Ccreate Cauto=yes /dev/md[0-9] Craid-devices=N ＼> --level=[015] Cspare-devices=N /dev/sdx dev/hdx…

具体配置过程如下。

（1）创建分区：fdisk /dev/had。

（2）创建RAID5：mdadm - -detail /dev/mdo。

（3）创建好后可以使用工具：cat /proc/mdstat来检查磁盘阵列的创建状况。

（4）格式化RAID5磁盘：mkfs - t ext4

/dev/md0。

（5）挂载RAID5磁盘：mount/dev/md0 /mnt/disk。

至此基本的RAID5磁盘阵列创建完成。

3 RAID-5的开机自动挂载

这里我们希望能每次开机时磁盘都能自动挂载到系统里，不需要每次开机后都去手动挂载，以节省工作量，在RedHat中设有开机自动挂载文件fstab，只要修改此文件即可。

具体方法如下。

vim /etc/fstab

/dev/md0 /mnt/disk ext4 defaults 1 2

4 RAID-5数据救援方法

在企业的工作环境中，磁盘运行过程中难免会出错，因此掌握磁盘阵列的数据恢复和救援方法是非常必要的，这里仍以在RedHat环境下，模拟出RAID-5的数据救援方法，此方法在实际的工作场景中一样适用。

（1）假设磁盘错误。

复制一些东西到/mnt/disk

cp Ca /install.log /mnt/disk

（2）假设磁盘出错。

mdam Cmanage /dev/md0 Cfail /dev/hda5

（3）通过数据校验盘重建RAID-5。

创建新分区，将其大小设为与其它磁盘阵列磁盘大小一致，用新的分区恢复出错分区。

mdadm Cdetail /dev/md0

fdisk /dev/had

mdadm Cmanage /dev/md0 Cadd /dev/hda9 Cremove /dev/hda5

5 节育

在本文中我们在RedHat Linux环境中实现了RAID-5磁盘阵列技术，他解决了工作人员在工作环境中磁盘容量不足的情况，同时也增强了数据的安全性，提高了工作效率，同时此中软件配置磁盘阵列方法对小型企业而言还能节约设备成本，使实用性很强的技术。

参考文献

[1] 鸟哥.鸟哥的Linux私房菜[M].人民邮电出版社，2010.

[2] 沈伟. Red Hat Linux Fedora Core系统管理与网络配置指南[M].人民邮电出版社，2007.