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Linux软RAID部署系统分区之恢复攻略.docx
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2022-11-29
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软RAID部署系统分区之恢复攻略
ChinaUnix网友:Jerrywjl
作为在几乎所有 Linux 发行版操作系统中所带的逻辑卷管理方式(LVM),其最
大的特点是部署灵活和操作方便。而且在 Red Hat Enterprise Linux 中 LVM 也一直被
作为默认的磁盘管理方式直接管理系统所在的设备文件。同时 LVM 能够很好地支持
例如软件 Raid,裸设备等特殊磁盘类型,以及自带包括线性、条带、镜像、快照等多
种功能,甚至在高版本系统中的 Lvm2 支持 RHCS(Red Hat Cluster Suite)中的 HA
LVM 和 Cluster LVM,能够实现 HA 集群中对块设备的资源共享。
写本文的初衷是因为最近不断在网上看到有朋友问及 RAID 尤其是软件 RAID 操
作部署和管理方面的问题。其实网上这样的文章不在少数,但遗憾的是在个人看来大
部分内容千篇一律,所涉及的实际应用和难度也差强人意,而且雷同者或者克隆者甚
多。
比较突出的问题是,相信大多数人都知道怎么去做 raid,但是怎样维护,出了问
题怎么去应用 Raid 功能的功能实现所谓的容错、备份和优化等,尤其是在一些关键
的应用环境上,这方面内容则很少有人提及。
不是本人好出此风头,而是主要本着好人做到底,送佛送到西的原则,希望这篇
文章能够对有需要的兄弟姐妹们提供一些帮助,当然各位在感激涕零的同时若能够良
心发现考虑喝个茶,吃个包,增进一下感情的话,在下也乐意奉陪之至。
言归正传,这篇文章的目的是通过一个实际的案例来解释软件 RAID 的一些基本
概念和特殊之处,同时关键的关键是在一些企业环境和某些业务上的应用以及维护管
理方法。尽管在大多数情况下软件 Raid 给人的感觉是难登大雅之堂。
首先来说说 RAID:
RAID 的概念对于所有的 administrators 来说应该都不陌生了。RAID 全称
“Redundant Array of Independent Disks”即“独立磁盘冗余阵列”或简称“磁
盘阵列”。简单的说 RAID 是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合
起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘)从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备
份技术。组成磁盘阵列的不同方式称为 RAID 级别(RAID Levels)。当然不同的级别
对应了不同的功能。其中比较重要的当属冗余或者数据备份,数据备份的功能是在用
户数据一旦发生损坏后,利用备份信息可以使损坏数据得以恢复,从而保障了用户数
据的安全性。在用户看起来,组成的磁盘组就像是一个硬盘,用户可以对它进行分区,
格式化等等。总之,对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。
在所有的 RAID 级别方面恐怕常用的就是 Raid-0,1 和 5。对于这三种 Raid 级别
的具体区别,我不想再花时间去解释,但是一定要注意的是软件 Raid 还是硬件
Raid。因为尽管在级别上的定义是一样的,但是其在实现方式上有着本质的区别,这
才是本文要关心的核心问题。
所谓硬件 Raid 就是依靠主板和服务器上的 Raid 控制器(硬件)来实现的 Raid
功能;硬件 Raid 效率要比软件 Raid 更高,但是从操作上面来讲 Raid 的配置和控制
都是在服务器硬件层(BIOS)设置中实现的。
多数的服务器在安装系统之前都必须要建立磁盘阵列,并且系统也只能安装在磁
盘阵列上。那么一旦在 BIOS 完成这方面配置之后,无论是 Raid 的哪个级别,在操作
系统中看到的磁盘都是最终形成的逻辑盘。
同样的,一旦 Raid 磁盘阵列出现问题,通常情况下修复也只能在硬件层面上进
行。事实上这才是我们所说的真 Raid,但是硬件 Raid 一般来讲都需要专门的 Raid
控制器实现,在价格方面自然是要高出不少。
在这种情况下就产生了一个所谓软件 Raid。Raid 实际上是依靠操作系统中自带
的 Raid 配置软件来模拟硬件 Raid 实现阵列功能的一种做法。相对硬件 Raid 来说,
软件 Raid 效率显得不太高,但是胜在价格方面有优势,尤其是在当今这种半死不活
的经济环境之下尤为吸引。而且软件 Raid 还有一些其他的特性,比如其管理和控制
可以在操作系统的层面上通过命令和工具实现;可以针对磁盘的分区来进行操作(尽
管这是一个我现在都想不明白有什么用处的功能)。从性价比来看,所谓穷人的宝马
就是这么来的。
综上所述,作为和硬件 Raid 最大的区别就是软件 Raid 从操作系统的角度中可以
看到所连接的磁盘或者分区的数量,也能够通过 Raid 工具软件对其进行控制和操作。
不过各位不要高兴太早,因为在软件和硬件 Raid 之间,还有一种 Raid 称为 Host
Raid,为什么说介乎于软硬之间呢?因为 Host Raid 是一种把初级的 RAID 功能附加
给 SCSI 或者 SATA 卡而产生的产品,他是最早由 Intel 所推行的一套标准。实际上是
把软件 RAID 功能集成到了产品的固件上,从而提高了产品的功能和容错能力。Host
RAID 目前可以支持 RAID 0 和 RAID 1,而且归根结底还是软 Raid。一般现在很多 PC
机上板载的 Raid 控制器,多半就是这种。
那么既然软件 Raid 要通过操作系统来控制和实现,因此有一个突出的问题就是
他的数据同步只能同步到大多数情况下操作系统在正常运行中可见磁盘和分区的那个
部分。也就是说,以 Raid-1 为例,如果所有系统分区都安装到 Raid-1 上,那么软件
Raid 同步的信息只能是第一分区开始到磁盘结束的那个部分,而在第一分区之前的一
些内容,实际上两个磁盘是不同步的。简单地说就是系统安装中识别的第一块盘上会
有启动引导记录等内容,而第二块盘上就没有了。这就产生一个麻烦的问题——如果
我们将所有系统分区都安装在软 Raid-1 构建的磁盘阵列上,那么如果第二块盘损坏,
系统仍然可以开机而这个磁盘阵列也能降级使用,但是如果恰恰损坏的是第一块盘,
由于在第二块盘上没有启动引导信息而导致系统无法启动,自然这个时候再添加镜像
什么的也将变得无比麻烦。
因此本文就是设计了这样一个场景,来以图文的方式演示将系统根以及启动分区
都安装在软件 Raid-1 上,对于第一块硬盘损坏之后的解决方法。
对于学习而言,坚持给自己找点麻烦是十分必要的!不过对于这方面比较陌生的
朋友来说最好找个虚拟环境进行测试,不要在玩出火的时候拎着一堆血淋淋的硬盘来
戳我脊梁。
首先看我们的实验环境,一台 RHEL4U7 的虚拟机(选择最小安装),使用两块硬
盘做 Raid-1,所有的系统分区都放在 Raid-1 上,包括/boot,swap 以及/分区。具
体情况如下:
软 Raid-1 其实在分区的时候就已经确定和部署好了:
在系统安装完成之后的基本情况如下:
[root@localhost ~]# uname -r
2.6.9-78.ELsmp
[root@localhost ~]# fdisk -l
Disk /dev/sda: 4294 MB, 4294967296 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 522 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 1 13 104391 fd Linux raid autodetect
/dev/sda2 14 78 522112+ fd Linux raid autodetect
/dev/sda3 79 522 3566430 fd Linux raid autodetect
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