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云盘做RAID的操作实践

最近更新时间:2026-01-08 20:15:06

云盘做RAID的操作实践

操作背景

金山云 EBS 本身不提供原生 RAID 功能,但您可以通过 KEC 实例上的操作系统实现软件 RAID (mdadm),将多块 EBS 硬盘组合成 RAID 阵列,提升性能或增加数据冗余。

前提条件

已按需创建并挂载多块具有相同容量和类型的数据盘。

RAID使用建议

RAID级别

下表对比了RAID常见的几种级别优缺点以及适用场景。

级别

优势

劣势

适用场景

RAID 0(条带)

提供了数据条带化和并行读/写操作,从而提高了性能。

RAID条带化是指将数据分成固定大小的块(条带),然后将这些块依次分配到不同的磁盘驱动器上。

没有冗余功能,如果其中一块云盘出现故障,所有数据都将丢失。

适用于需要高性能但无需数据冗余的场景,如临时数据存储、缓存等。

RAID 1(镜像)

通过数据镜像提供了高可靠性。所有数据都会被复制到多块云盘上,当一块云盘故障时,数据仍然可用。

成本较高,因为至少需要两倍的云盘容量来存储镜像数据。

适用于对数据保护和可靠性要求较高的应用,如数据库、文件服务器等。

RAID 10

结合了RAID 1和RAID 0,提供了数据冗余和高性能。RAID 10的优点是具有较高的可靠性和较好的读/写性能。

成本较高,因为需要两倍的云盘容量来存储镜像数据。至少需要四块云盘。

适用于对性能和冗余性要求较高的应用。

在选择适当的RAID级别时,需要综合考虑数据保护需求、性能需求、可用磁盘容量和成本等因素。评估不同RAID级别的优缺点,并根据具体的应用需求作出选择。

RAID条带大小

根据应用的工作负载类型、I/O模式和系统的特定需求,推荐以下条带大小:

  • 对于大多数通用用途的工作负载,推荐的条带大小是64 KB或128 KB。这个范围在大多数情况下可以提供良好的性能和均衡的读/写性能。

  • 如果工作负载主要是顺序读取(例如大型文件传输、视频编辑等),则更大的条带大小(例如256 KB或512 KB)可能会提供更好的性能。

  • 如果您的工作负载主要是随机读取(例如数据库应用等),则较小的条带大小(例如32 KB)可能会提供更好的性能。

在使用过程中,条带不宜太小。如果条带太小:

1. 可能会导致文件在磁盘上的碎片化,从而浪费了磁盘空间。

2. 可能会导致磁盘IOPS(每秒读写次数)能力先于吞吐带宽被打满。较大的条带大小可以在顺序读取工作负载中提供更高的数据吞吐量。

云盘快照使用限制

如果要使用快照备份RAID阵列中云盘上的数据,必须保证快照的一致性。默认各云盘的快照是相互独立创建的,如果从多个不同步的快照恢复RAID阵列,会影响阵列的完整性。

RAID场景下,建议使用快照一致性组,以确保多块云盘数据能够恢复到同一个时间点,以提供数据的一致性和可靠性。

操作步骤

本操作以Ubuntu 22.04版本的ECS实例为例,介绍如何使用Linux系统内置的mdadm命令为数据盘创建一个名称为/dev/md0的RAID阵列。

  1. 登录机器连接KEC实例查看云盘信息,关于连接方式的介绍,请参见连接实例

  2. 运行以下命令,查看KEC实例上所有云盘信息。

lsblk 查看云盘实例信息
  1. 使用mdadm命令创建RAID阵列/dev/md0

    请根据您的实际情况,创建RAID 0、RAID 1或者RAID 10级别。

如提示未安装mdadm,先执行sudo apt-get install mdadm命令安装mdadm工具

RAID级别

RAID 0级别

RAID 1级别

RAID 10级别

执行命令

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=5 --chunk=512 /dev/vd[bcdef]
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/vd[bc]
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 --chunk=512 /dev/vd[bcde]

命令参数解析

  • --level=0:表示使用阵列条带化的RAID 0级别。

  • --raid-devices=5:表示RAID阵列由五块云盘组成。

  • --chunk=512:表示设置RAID阵列的条带大小为512 KB,请您根据实际需求进行设置。

  • /dev/vd[bcdef]:表示使用/dev/vdb、/dev/vdc、/dev/vdd、/dev/vde和/dev/vdf五块云盘组成一个RAID阵列。

  • --level=1:表示使用阵列镜像化的RAID 1级别。

  • --raid-devices=2:表示RAID阵列由两块云盘组成。

  • /dev/vd[bc]:表示使用/dev/vdb和/dev/vdc两块云盘组成一个RAID阵列。

  • --level=10:表示使用RAID 10级别。

  • --raid-devices=4:表示RAID阵列由四块云盘组成。

  • --chunk=512:表示设置RAID阵列的条带大小为512 KB,请您根据实际需求进行设置。

  • /dev/vd[bcde]:表示使用/dev/vdb、/dev/vdc、/dev/vdd和/dev/vde四块云盘组成一个RAID阵列。

结果示例

  1. 运行以下命令,查看创建的RAID阵列/dev/md0信息。

sudo mdadm --detail /dev/md0
  1. 运行以下命令,在RAID阵列上创建一个文件系统,例如ext4文件系统。

sudo mkfs.ext4 /dev/md0
  1. 运行以下命令,创建一份包含RAID信息的配置文件,设置RAID阵列在启动KEC实例时自动重组。

sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf
  1. 配置完成后可对云盘进行正常挂载皆可,参考挂载云硬盘

如果您需要设置开机自动挂载RAID阵列,需要在/etc/fstab中添加RAID阵列的挂载信息。可参考以下代码示例进行操作

sudo sh -c "echo blkid /dev/md0 | awk '{print $2}' | sed 's/\"//g' /media/raid0 ext4 defaults 0 0 >> /etc/fstab"

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