7 软件 RAID 配置 #
RAID（独立磁盘冗余阵列）的用途是将多个硬盘分区合并成一个大的虚拟硬盘，以便优化性能和/或数据安全性。大多数 RAID 控制器使用 SCSI 协议，因为对大量硬盘，它可用比 IDE 协议更高效的方式寻址，更适于命令的并行处理。还有一些支持 IDE 或 SATA 硬盘的 RAID 控制器。软件 RAID 具有 RAID 系统的优势，同时没有硬件 RAID 控制器的额外成本。但是这需要一些 CPU 时间以及内存，所以不适用于真正高性能的计算机。
需要使用群集多设备（群集 MD）来设置群集文件系统下的软件 RAID。请参考 https://documentation.suse.com/sle-ha-12/html/SLE-HA-all/cha-ha-cluster-md.html 上的 High Availability Extension 文档。
SUSE Linux Enterprise 提供了将若干硬盘组合为一个软 RAID 系统的选项。RAID 暗示将多块硬盘合成一个 RAID 系统的多种策略，这些策略的目标、优点及特点各不相同。这些变化形式通常称作 RAID 级别。
7.1 了解 RAID 级别 #
本节描述常见的 RAID 级别 0、1、2、3、4、5 和嵌套的 RAID 级别。
7.1.1 RAID 0 #
此级别通过将每个文件按块分放到多个磁盘上，提高了数据访问性能。这实际上并不是真正的 RAID，因为它未提供数据备份，但 RAID 0 已成为这种类型的系统的标准名称。使用 RAID 0，可以将两块或多块硬盘组合在一起。这样性能固然很好，但如果有任何一块硬盘出现故障，都将损坏 RAID 系统并丢失数据。
7.1.2 RAID 1 #
此级别为数据提供了充分的安全性，因为它将数据按 1:1 复制到另一块硬盘上。这种方法称为硬盘镜像。如果一块磁盘损坏，则可以使用另一块镜像磁盘上的内容副本。在所有这些硬盘中，只要有一块硬盘没有损坏，您的数据就不会丢失。但是，如果没有检测到损坏，损坏的数据可能会镜像到正确的磁盘，并以这种方式损坏其数据。与使用单个磁盘访问时相比，写性能在复制过程中稍有损失（慢 10% 到 20%），但读访问的速度要大大快于任何一块普通物理硬盘，原因是对数据进行了复制，从而可以并行扫描它们。RAID 1 通常提供几乎为单个磁盘读事务速率两倍的速率，写事务速率与单个磁盘几乎相同。
7.1.3 RAID 2 和 RAID 3 #
这些不是典型的 RAID 实现。级别 2 在位一级而不是块一级对数据进行分段。级别 3 则利用专用的校验磁盘在字节一级进行分段，但不能同时处理多个请求。这两种级别都极少使用。
7.1.4 RAID 4 #
级别 4 与级别 0 一样，也是在块一级进行分段，但结合使用了专用的校验磁盘。如果一块数据磁盘失败，将使用奇偶校验数据创建替换磁盘。不过，这块奇偶校验磁盘可能造成写访问的瓶颈。尽管如此，有时仍使用级别 4。
7.1.5 RAID 5 #
RAID 5 是级别 0 和级别 1 在性能和冗余方面经优化后的折衷方案。硬盘空间等于使用的磁盘数减 1。数据分布在这些硬盘上，这一点与 RAID 0 相同。但出于安全原因，在其中一个分区上创建了奇偶校验块。这些块通过 XOR 互相链接，并在系统出现故障时，通过启用相应的校验块重构建内容。对于 RAID 5，在同一时间只能有一块硬盘出现故障。如果一块硬盘出现故障，则必须在情况允许时将其更换，以防止丢失数据。
7.1.6 RAID 6 #
RAID 6 实际上是 RAID 5 的扩展，通过允许第二种独立分布式奇偶校验模式（双重奇偶校验），允许更多容错功能。即使在数据恢复过程中两个硬盘出现故障，系统仍将继续运行，数据不会丢失。
RAID 6 可承受多个并行驱动器故障，从而提供非常高的数据容错性能。它处理任何两个设备的丢失而不会丢失数据。此外，它还需要 N+2 个驱动器来储存相当于 N 个驱动器的数据。它至少需要四个设备。
RAID 6 的性能稍微低一些，但在正常模式和单磁盘故障模式下可以与 RAID 5 媲美。它在双磁盘故障模式下非常慢。RAID 6 配置需要占用相当多的 CPU 时间和内存，用于写入操作。
|
功能 |
RAID 5 |
RAID 6 |
|---|---|---|
|
设备数 |
N+1，至少 3 个 |
N+2，至少 4 个 |
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奇偶校验 |
分布式，单 |
分布式，双 |
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性能 |
在写和重构建方面有中度影响 |
比 RAID 5 在串行写方面影响大 |
|
容错 |
一个组件设备的故障 |
两个组件设备的故障 |
7.1.7 嵌套和复杂 RAID 级别 #
现在已开发出了其他 RAID 级别，例如 RAIDn、RAID 10、RAID 0+1、RAID 30 和 RAID 50。有些是硬件供应商创建的专用实施。创建 RAID 10 配置的示例可在第 9 章 “创建软件 RAID 10 设备”中找到。
7.2 使用 YaST 配置软 RAID #
可以通过 YaST 专家分区程序访问 YaST 软 RAID 配置。此分区工具还用于编辑和删除现有分区，并创建用于软 RAID 的新分区。下列说明在设置 RAID 级别 0、1、5 和 6 时适用。设置 RAID 10 配置的方法如第 9 章 “创建软件 RAID 10 设备”所述。
起动 YaST 并打开。
如果需要，请创建应该与 RAID 配置搭配使用的分区。请勿将它们格式化，并将分区类型设置为 。使用现有分区时，不需要更改它们的分区类型 — YaST 会自动更改。有关详细信息，请参见第 12.1 节 “使用 YaST 分区程序”。
强烈建议您使用储存在其他硬盘上的分区，以便降低当其中一个硬盘损坏时（RAID 1 和 5）遗失数据的风险，并优化 RAID 0 的性能。
对于 RAID 0，至少需要两个分区。RAID 1 只需要两个分区，而 RAID 5 至少需要三个分区。RAID 6 设置至少需要四个分区。建议仅使用大小相同的分区，因为每个段仅可将相同的空间量作为最小大小的分区。
在左侧面板中，选择 。
右侧面板中即会打开现有 RAID 配置的列表。
在 RAID 页面的左下方，单击 。
选择并从对话框中适当数目的分区。
您可以选择性地为 RAID 指派一个 。这样，RAID 的名称将是
/dev/md/NAME。有关详细信息，请参见第 7.2.1 节 “RAID 名称”。
图 7.1︰ RAID 5 配置示例 #单击继续。
选择，如果适用，同时选择。最佳的大块大小视数据的类型和 RAID 的类型而定。有关详细信息，请参见 https://raid.wiki.kernel.org/index.php/RAID_setup#Chunk_sizes。有关奇偶校验算法的详细信息，请在搜索
--layout选项时加上man 8 mdadm。如果不确定，请接受默认值。选择卷的。您在此处所做选择只会影响将要打开的对话框的默认值。这些值可在下一个步骤中更改。如果不确定，请选择。
在下，选择，然后选择。菜单的内容取决于文件系统。通常不需要更改默认值。
在下，选择，然后选择安装点。单击 ，为卷添加特殊装入选项。
单击。
单击，验证是否列出了所做的更改，然后单击。
7.2.1 RAID 名称 #
软件 RAID 设备默认带有 mdN 模式的数值名称，其中 N 是数字。因此，以 md127 为例，它可以按 /dev/md127 这样的方式进行访问，并且在 /proc/mdstat 和 /proc/partitions 中会列出为 md127。但这些名称不方便使用，为此，SUSE Linux Enterprise Server 提供了两种解决方法：
- 提供指向设备的具名链接
当您使用 YaST 或在命令行上使用
mdadm --create '/dev/md/NAME' 创建 RAID 设备时，可以选择为 RAID 设备指定一个名称。设备名称仍然是mdN，但系统会创建一个链接/dev/md/NAME：tux >ls -og /dev/md total 0 lrwxrwxrwx 1 8 Dec 9 15:11 myRAID -> ../md127设备在
/proc下仍显示为md127。- 提供具名设备
在设置时，如果指向设备的具名链接仍然不够方便，请运行下列命令将 CREATE names=yes 行添加至
/etc/mdadm.conf：sudo echo "CREATE names=yes" >> /etc/mdadm.conf
它会让系统将
myRAID之类的名称用做“真实”的设备名称。设备不但可以在/dev/myRAID中访问，而且也会在/proc下列为myRAID。请注意，只有在更改配置文件之后，此项才适用于 RAID。工作中的 RAID 将继续使用mdN名称，直到这些 RAID 停止并重新组装为止。
警告：不兼容的工具不是所有工具都可以支持具名 RAID 设备。如果工具认为一个 RAID 设备是命名为
mdN，它将无法识别该设备。
7.3 软件 RAID 疑难解答 #
查看 /proc/mdstats 文件以确定 RAID 分区是否受损。如果磁盘出现故障，请关闭 Linux 系统并用以同样方式分区的新硬盘替换出现问题的硬盘。然后重启动您的系统并输入命令 mdadm /dev/mdX --add /dev/sdX。将 X 替换为您的特定设备标识符。这会自动将硬盘整合到 RAID 系统中并完全重新构造（适用于除 RAID 0 以外的所有 RAID 级别）。
尽管可以在重构建期间访问所有数据，但在 RAID 完全重构建之前，仍然可能遇到一些性能问题。
7.3.1 修复故障磁盘之后进行恢复 #
RAID 阵列中的磁盘可能会出于多种原因而发生故障。下面列出了最常见的原因：
磁盘媒体出现问题。
磁盘驱动器控制器发生故障。
与磁盘的连接断开。
在发生磁盘媒体或控制器故障时，需要更换或修复设备。如果未在 RAID 中配置热备件，则需要手动干预。
对于后一种情况，可以在修复连接（可能会自动修复）之后，使用 mdadm 命令自动重新添加发生故障的设备。
由于 md/mdadm 不能可靠地判断磁盘发生故障的原因，因此会臆测发生了严重的磁盘错误，并一直将任何发生操作失败的设备视为有故障，直到明确被告知该设备可靠为止。
在某些情况下（例如，储存设备包含内部 RAID 阵列），连接问题往往是设备发生故障的原因。在这种情况下，您可以告知 mdadm，在设备出现后，可以放心地使用 --re-add 自动重新添加该设备。为此，您可以将下面一行添加到 /etc/mdadm.conf 中：
POLICY action=re-add
请注意，仅当 udev 规则导致 mdadm -I DISK_DEVICE_NAME 在自发出现的任何设备上运行（默认行为），并且已配置 write-intent 位图（默认会配置）时，才会在设备重新出现之后自动重新添加该设备。
如果您希望此策略仅应用到某些设备而不应用到其余设备，可以将 path= 选项添加到 /etc/mdadm.conf 中的 POLICY 一行，以将非默认操作限制为只对选定的设备执行。可以使用通配符来识别设备组。有关详细信息，请参见 man 5 mdadm.conf。
7.4 更多信息 #
位于下列位置的操作指南中提供了软 RAID 的配置说明和更多细节：
Linux RAID wiki：https://raid.wiki.kernel.org/
/usr/share/doc/packages/mdadm/Software-RAID.HOWTO.html文件中的软件 RAID HOWTO
此外还提供了 Linux RAID 邮件列表，例如 linux-raid (http://marc.info/?l=linux-raid)。