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[23367] 2014-12-10_如何在Linux上构建RAID10阵列

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2014-12-10_如何在Linux上构建RAID10阵列 如 何 在 L i n u x 上 构 建   R A I D   1 0 阵 列 L i n u x 中 国   2 0 1 4 - 1 2 - 1 0 R A I D   1 0 阵 列 （ 又 名 R A I D   1 + 0   或 先 镜 像 后 分 区 ） 通 过 结 合 R A I D   0   （ 读 写 操 作 在 多 个 磁 盘 上 同 时 并 行 执 行 ） 和 R A I D   1 （ 数 据 被 完 全 相 同 地 写 入 到 两 个 或 更 多 的 磁 盘 ） 两 者 的 特 点 实 现 高 性 能 和 高 容 错 性 的 磁 盘 I / O 。 这 篇 文 章 会 指 导 你 如 何 使 用 五 块 相 同 的 8 G B 磁 盘 来 组 成 一 个 软 件 R A I D   1 0 阵 列 。 因 为 组 成 一 个 R A I D   1 0 阵 列 至 少 需 要 4 块 磁 盘 （ 比 如 ， 两 个 镜 像 各 有 一 对 分 区 组 合 ） ， 而 且 需 要 添 加 一 块 额 外 的 备 用 磁 盘 以 防 某 块 主 要 的 磁 盘 出 错 。 本 文 也 会 分 享 一 些 工 具 ， 在 稍 后 用 来 分 析 R A I D 阵 列 的 性 能 。 注 意 R A I D   1 0 的 优 缺 点 和 其 它 分 区 方 法 （ 在 不 同 大 小 的 磁 盘 和 文 件 系 统 上 ） 的 内 容 不 在 本 文 讨 论 范 围 内 。 R a i d   1 0   阵 列 如 何 工 作 ？ 如 果 你 需 要 实 现 一 种 支 持 I / O 密 集 操 作 （ 比 如 数 据 库 、 电 子 邮 件 或 w e b 服 务 器 ） 的 存 储 解 决 方 案 ， R A I D   1 0 就 是 你 需 要 的 。 来 看 看 为 什 么 这 么 说 ， 请 看 下 图 。
上 图 中 的 文 件 由 A 、 B 、 C 、 D 、 E 和 F 六 种 块 组 成 ， 每 一 个 R A I D   1 镜 像 对 （ 如 镜 像 1 和 2 ） 在 两 个 磁 盘 上 复 制 相 同 的 块 。 在 这 样 的 配 置 下 ， 写 操 作 性 能 会 因 为 每 个 块 需 要 写 入 两 次 而 下 降 ， 每 个 磁 盘 各 一 次 ； 而 读 操 作 与 从 单 块 磁 盘 中 读 取 相 比 并 未 发 生 改 变 。 不 过 这 种 配 置 的 好 处 是 除 非 一 个 镜 像 中 有 超 过 一 块 的 磁 盘 故 障 ， 否 则 都 能 保 持 冗 余 以 维 持 正 常 的 磁 盘 I / O 操 作 。 R A I D   0 的 分 区 通 过 将 数 据 划 分 到 不 同 的 块 ， 然 后 执 行 同 时 将 块 A 写 入 镜 像 1 、 将 块 B 写 入 镜 像 2 （ 以 此 类 推 ） 的 并 行 操 作 以 提 高 整 体 的 读 写 性 能 。 在 另 一 方 面 ， 没 有 任 何 一 个 镜 像 包 含 构 成 主 存 的 数 据 片 的 全 部 信 息 。 这 就 意 味 着 如 果 其 中 一 个 镜 像 故 障 ， 那 么 整 个 R A I D   0 组 件 将 无 法 正 常 工 作 ， 数 据 将 遭 受 不 可 恢 复 的 损 失 。 建 立 R A I D   1 0 阵 列 有 两 种 建 立 R A I D   1 0 阵 列 的 可 行 方 案 ： 复 杂 法 （ 一 步 完 成 ） 和 嵌 套 法 （ 先 创 建 两 个 或 更 多 的 R A I D   1 阵 列 ， 然 后 使 用 它 们 组 成 R A I D   0 ） 。 本 文 会 讲 述 复 杂 法 创 建 R A I D   1 0 阵 列 的 过 程 ， 因 为 这 种 方 法 能 够 使 用 偶 数 或 奇 数 个 磁 盘 去 创 建 阵 列 ， 而 且 能 以 单 个 R A I D 设 备 的 形 式 被 管 理 ， 而 嵌 套 法 则 恰 恰 相 反 （ 只 允 许 偶 数 个 磁 盘 ， 必 须 以 嵌 套 设 备 的 形 式 被 管 理 ， 即 分 开 管 理 R A I D   1 和 R A I D   0 ） 。 假 设 你 的 机 器 已 经 安 装 m d a d m ， 并 运 行 着 相 应 的 守 护 进 程 ， 细 节 参 见 这 篇 文 章 。 也 假 设 每 个 磁 盘 上 已 经 划 分 出 一 个 主 分 区 s d [ b c d e f ] 1 （ L C T T   译 注 ： 共 计 五 块 磁 盘 ， 这 里 是 从 s d b   -   s d f ） 。 使 用 命 令 ： 1 .   l s   - l   / d e v   |   g r e p   s d [ b c d e f ] 查 看 到 的 输 出 应 该 如 下 所 示 ： 然 后 使 用 下 面 的 命 令 创 建 一 个 R A I D   1 0 阵 列 （ L C T T   译 注 ： 使 用 了 四 块 磁 盘   b c d e   创 建 ） ：
1 .     #   m d a d m   - - c r e a t e   - - v e r b o s e   / d e v / m d 0   - - l e v e l = 1 0   - - r a i d - d e v i c e s = 4   / d e v / s d [ b c d e ] 1   - - s p a r e - d e v i c e s = 1   / d e v / s d f 1   当 阵 列 创 建 完 毕 后 （ 最 多 花 费 几 分 钟 ） ， 执 行 命 令 1 .   #   m d a d m   - - d e t a i l   / d e v / m d 0 的 输 出 应 如 下 所 示 ： 在 更 进 一 步 之 前 需 要 注 意 以 下 事 项 。 1 .   U s e d   D e v   S p a c e 表 示 阵 列 所 使 用 的 每 一 块 磁 盘 的 容 量 。 2 .   A r r a y   S i z e 表 示 阵 列 的 整 体 大 小 。 R A I D   1 0 阵 列 的 大 小 通 过 ( N * C ) / M 计 算 ， 其 中 N 是 活 跃 磁 盘 的 数 目 ， C 是 每 个 活 跃 磁 盘 的 容 量 ， M 是 每 一 个 镜 像 中 磁 盘 的 数 目 。 在 本 文 的 情 形 下 ， 这 个 值 等 于 （ 4 * 8 G i B ） / 2   =   1 6 G i B 。 3 .   L a y o u t 是 整 个 数 据 布 局 的 详 细 信 息 。 可 能 的 布 局 数 值 如 下 所 示 。 n ( 默 认 选 项 ) ： 代 表 就 近 （ n e a r ） 拷 贝 。 一 个 数 据 块 的 多 个 拷 贝 在 不 同 磁 盘 里 有 相 同 的 偏 移 量 。 这 种 布 局 提 供 和 R A I D   0 阵 列 相 似 的 读 写 性 能 。
o 代 表 偏 移 量 （ o f f s e t ） 拷 贝 。 块 并 不 是 在 条 带 里 面 复 制 的 ， 而 是 整 个 条 带 一 起 复 制 ， 但 是 循 环 会 打 乱 ， 所 以 同 一 个 分 区 中 复 制 的 块 会 出 现 在 不 同 的 磁 盘 。 因 此 ， 一 个 块 的 后 续 拷 贝 会 出 现 在 下 一 个 磁 盘 中 ， 一 个 块 接 着 一 个 块 。 为 了 在 R A I D   1 0 阵 列 中 使 用 这 种 布 局 ， 在 创 建 阵 列 的 命 令 中 添 加 - - l a y o u t = o 2 选 项 。 f 代 表 远 端 （ f a r ） 拷 贝 （ 多 个 拷 贝 在 不 同 的 磁 盘 中 具 有 不 同 的 偏 移 量 ） 。 这 种 布 局 提 供 更 好 的 读 性 能 但 带 来 更 差 的 写 性 能 。 因 此 ， 对 于 读 远 远 多 于 写 的 系 统 来 说 是 最 好 的 选 择 。 为 了 在 R A I D   1 0 阵 列 中 使 用 这 种 布 局 ， 在 创 建 阵 列 的 命 令 中 添 加 - - l a y o u t = f 2 。 跟 在 布 局 选 项 n 、 f 和 o 后 面 的 数 字 代 表 所 需 的 每 一 个 数 据 块 的 副 本 数 目 。 默 认 值 是 2 ， 但 可 以 是 2 到 阵 列 中 磁 盘 数 目 之 间 的 某 个 值 。 提 供 足 够 的 副 本 数 目 可 以 最 小 化 单 个 磁 盘 上 的 I / O 影 响 。 1 .   C h u n k   S i z e ， 参 考 L i n u x   R A I D   w i k i 的 说 明 ， 是 写 入 磁 盘 的 最 小 数 据 单 元 。 最 佳 的 c h u n k 大 小 取 决 于 I / O 操 作 的 速 率 和 相 关 的 文 件 大 小 。 对 于 大 量 的 写 操 作 ， 通 过 设 置 相 对 较 大 的 c h u n k 可 以 得 到 更 低 的 开 销 ， 但 对 于 主 要 存 储 小 文 件 的 阵 列 来 说 更 小 的 c h u n k 性 能 更 好 。 为 了 给 R A I D   1 0 指 定 一 个 c h u n k 大 小 ， 在 创 建 阵 列 的 命 令 中 添 加 - - c h u n k = d e s i r e d c h u n k s i z e 。 不 幸 的 是 ， 并 没 有 设 置 一 个 大 小 就 能 适 合 全 局 的 策 略 来 提 高 性 能 ， 但 可 以 参 考 下 面 的 一 些 方 案 。 文 件 系 统 ： 就 整 体 而 言 ， X F S 据 说 是 最 好 的 ， 当 然 E X T 4 也 是 不 错 的 选 择 。
最 佳 布 局 ： 远 端 布 局 能 提 高 读 性 能 ， 但 会 降 低 写 性 能 。 副 本 数 目 ： 更 多 的 副 本 能 最 小 化 I / O 影 响 ， 但 更 多 的 磁 盘 需 要 更 大 的 花 费 。 硬 件 ： 在 相 同 的 环 境 下 ， S S D 比 传 统 （ 机 械 旋 转 ） 磁 盘 更 能 带 来 出 性 能 提 升 阅 读 原 文
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