Linux（七）服务器硬件及RAID配置实战
文章目录
- 一、RAID 概念概述
- 二、常见的 RAID 级别
- 三、RAID 应用建议
- 四、Linux 系统 RAID 阵列部署完整过程
- 🔸步骤1：环境说明
- 🔸步骤2：安装 RAID 管理工具 mdadm
- 🔸步骤3：硬盘分区并标记为 RAID 类型
- 🔸步骤4：创建 RAID 阵列
- ① 创建 RAID5 阵列（3数据盘+1热备盘）
- ② 创建 RAID10 阵列（先做镜像，再做条带）
- 🔸步骤5：查看 RAID 阵列状态
- 🔸步骤6：创建文件系统并挂载使用
- 🔸步骤7：RAID 故障模拟与恢复
- ① 模拟硬盘故障
- ② 移除故障硬盘
- ③ 更换新硬盘并恢复
- 🔸步骤8：保存 RAID 配置（防止重启失效）
- 🔸步骤9：验证 RAID 阵列稳定性
- 五、“创建 RAID5 的命令”详解
一、RAID 概念概述
- RAID（独立冗余磁盘阵列）是将多块硬盘组合成一个逻辑存储单元的技术。
- 目标：
- 提高性能（并行读写）
- 提高可靠性（冗余容错）
- 扩大容量（合并多盘）
二、常见的 RAID 级别
| RAID 级别 | 特点 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 数据条带化分布 | 读写性能高 | 无冗余，一块盘坏则数据全丢 | 临时缓存、游戏盘 |
| RAID 1 | 数据镜像 | 高可靠性 | 存储利用率仅50% | 系统盘、数据库 |
| RAID 5 | 带奇偶校验的条带化 | 性能与容错兼顾 | 写入略慢，重建时间长 | 文件服务器、NAS |
| RAID 10 | 先镜像再条带化 | 高性能 + 高可靠 | 至少需4块盘，成本高 | 高性能数据库、服务器 |
三、RAID 应用建议
| 场景 | 推荐 RAID 级别 | 说明 |
|---|---|---|
| 高速临时存储 | RAID 0 | 强调速度，不关心数据安全 |
| 系统盘 / 数据安全高 | RAID 1 | 提供镜像冗余 |
| 文件服务器 | RAID 5 | 平衡性能与安全 |
| 高性能数据库 | RAID 10 | 综合性能与可靠性 |
四、Linux 系统 RAID 阵列部署完整过程
🔸步骤1：环境说明
操作环境：CentOS 7 系统
硬件准备：5块空闲硬盘（/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde、/dev/sdf，可根据实际硬盘名称调整）
部署目标：先演示 RAID5（3块数据盘+1块热备盘）部署，再演示 RAID10 部署，包含故障模拟、恢复及配置保存全流程
🔸步骤2：安装 RAID 管理工具 mdadm
mdadm 是 Linux 下管理软件 RAID 的核心工具，先检查是否已安装，未安装则通过 yum 安装：
# 检查 mdadm 是否安装
rpm -q mdadm
# 若未安装，执行安装命令（需root权限，或加sudo）
yum install -y mdadm
🔸步骤3：硬盘分区并标记为 RAID 类型
所有要加入 RAID 阵列的硬盘，需先分区并将分区类型 ID 设为 fd（Linux raid autodetect）：
# 对 /dev/sdb 分区（以sdb为例，sdc、sdd、sde、sdf操作相同）
fdisk /dev/sdb
# 分区操作流程（fdisk交互命令）：
# 1. 输入 n → 创建新分区
# 2. 输入 p → 选择主分区
# 3. 分区号默认（1），回车
# 4. 起始扇区默认，回车
# 5. 结束扇区默认（使用整个硬盘空间），回车
# 6. 输入 t → 更改分区类型
# 7. 输入 fd → 设置类型为RAID
# 8. 输入 w → 保存分区表并退出
# 重复上述 fdisk 命令，分别对 /dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde、/dev/sdf 进行分区（各分1个主分区，类型设为fd）
fdisk /dev/sdc
fdisk /dev/sdd
fdisk /dev/sde
fdisk /dev/sdf
🔸步骤4：创建 RAID 阵列
① 创建 RAID5 阵列（3数据盘+1热备盘）
RAID5 特点：分布式奇偶校验，允许1块硬盘故障，数据不丢失；热备盘在数据盘故障时自动顶替
# 命令解析：
# -C：创建新阵列
# -v：显示详细过程
# /dev/md0：RAID设备名称（自定义，如md1、md10等）
# -l5：指定RAID级别为5
# -n3：指定数据盘数量为3
# /dev/sd[bcd]1：3块数据盘的分区（sdb1、sdc1、sdd1）
# -x1：指定热备盘数量为1
# /dev/sde1：热备盘分区
mdadm -Cv /dev/md0 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1
② 创建 RAID10 阵列（先做镜像，再做条带）
RAID10 特点：结合 RAID1（镜像）和 RAID0（条带），性能高、容错性强（允许每组镜像中1块盘故障），需偶数块硬盘（至少4块）
# 第一步：创建2个 RAID1 镜像组（每组2块盘）
mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1 # md1：sdb1和sdc1做镜像
mdadm -Cv /dev/md2 -l1 -n2 /dev/sd[de]1 # md2：sdd1和sde1做镜像
# 第二步：将2个 RAID1 组组成 RAID0 条带，形成 RAID10（设备名md10）
mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md1 /dev/md2
🔸步骤5：查看 RAID 阵列状态
创建完成后，可通过多种命令查看 RAID 构建进度、详细信息：
# 方法1：查看 RAID 实时状态（包含构建进度，如[==>...]）
cat /proc/mdstat
# 方法2：查看指定 RAID 设备的详细信息（如md0）
mdadm -D /dev/md0
# 方法3：每隔10秒刷新一次状态，实时监控构建进度（按Ctrl+C退出）
watch -n 10 'cat /proc/mdstat'
说明：RAID 阵列创建后会自动进行数据同步（构建过程），同步期间性能较低，需等待同步完成（进度100%）再进行后续操作
🔸步骤6：创建文件系统并挂载使用
RAID 设备本质是块设备，需创建文件系统（如xfs、ext4），再挂载到目录才能使用：
# 以 RAID5 设备 /dev/md0 为例（RAID10 设备 /dev/md10 操作相同）
# 第一步：创建 xfs 文件系统（CentOS7默认推荐，也可用 mkfs.ext4 /dev/md0）
mkfs.xfs /dev/md0
# 第二步：创建挂载目录（自定义，如/myraid）
mkdir /myraid
# 第三步：临时挂载（重启后失效）
mount /dev/md0 /myraid
# 第四步：设置永久挂载（写入/etc/fstab，重启后自动挂载）
echo '/dev/md0 /myraid xfs defaults 0 0' >> /etc/fstab
# 验证挂载是否成功（查看挂载信息）
df -h | grep /myraid
🔸步骤7：RAID 故障模拟与恢复
① 模拟硬盘故障
人为标记某块数据盘为故障状态（以 RAID5 的 /dev/sdb1 为例）：
# -f：标记硬盘为故障（faulty）
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1
# 查看状态，确认热备盘 /dev/sde1 是否自动激活（顶替sdb1）
cat /proc/mdstat
② 移除故障硬盘
将故障盘从 RAID 阵列中移除：
# -r：移除故障盘（remove）
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
# 查看移除后的状态
mdadm -D /dev/md0
③ 更换新硬盘并恢复
将新硬盘（如 /dev/sdf1，已分区并标记为RAID类型）加入阵列，作为新的热备盘（或直接顶替故障盘）：
# -a：添加新硬盘（add）
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdf1
# 查看恢复状态（新硬盘会自动同步数据）
cat /proc/mdstat
🔸步骤8：保存 RAID 配置（防止重启失效）
默认情况下，重启系统后可能无法识别 RAID 阵列，需将配置保存到 /etc/mdadm.conf：
# 第一步：写入设备信息（指定RAID使用的分区）
echo 'DEVICE /dev/sd[b-f]1' > /etc/mdadm.conf
# 第二步：扫描并写入当前RAID配置信息
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
# 验证配置文件（可选）
cat /etc/mdadm.conf
🔸步骤9：验证 RAID 阵列稳定性
# 1. 向挂载目录写入测试文件
dd if=/dev/zero of=/myraid/testfile bs=1G count=5
# 2. 查看文件是否正常
ls -lh /myraid/testfile
# 3. 重启系统，验证RAID是否自动识别、是否自动挂载
reboot
# 重启后验证
cat /proc/mdstat # 查看RAID状态
df -h | grep /myraid # 查看是否自动挂载
五、“创建 RAID5 的命令”详解
-
创建 RAID5：
mdadm -Cv /dev/md0 -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1 -
命令整体作用：
创建一个名为/dev/md0的 RAID 5 阵列，使用 3 块工作磁盘（/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1），并指定 1 块热备盘（/dev/sde1），创建过程中输出详细日志（-v）。 -
逐参数拆解：
| 参数 | 含义 |
|---|---|
mdadm | Linux 下管理软件 RAID 阵列的核心命令（md = Multiple Devices，多设备） |
-C（Create） | 创建新的 RAID 阵列（核心动作） |
-v（Verbose） | 启用详细输出模式，创建过程中显示进度、磁盘检测结果等日志，方便排查问题 |
/dev/md0 | 新 RAID 阵列的设备文件名（默认从 md0 开始，后续可创建 md1、md2 等） |
-l5（level=5） | 设定 RAID 级别为 5（-l 是 --level 的缩写）：RAID 5 特点：分布式奇偶校验，需要至少 3 块工作盘； 优势：兼顾性能（读写并行）和容错（任意 1 块工作盘损坏不丢数据）； 空间计算：总可用空间 =（单盘容量 × 工作盘数量）- 1 块盘容量（用于存储奇偶校验数据） |
-n3（number=3） | 指定 RAID 阵列的 工作磁盘数量 为 3（-n 是 --raid-devices 的缩写），必须与 RAID 级别匹配（RAID 5 最少 3 块工作盘） |
/dev/sd[bcd]1 | 3 块工作磁盘的分区（用通配符 [bcd] 简化写法，等价于 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1）：要求：这些分区需是独立磁盘的分区（不能是同一磁盘的不同分区），建议分区类型 ID 设为 fd |
-x1（spare=1） | 指定 RAID 阵列的 热备磁盘数量 为 1（-x 是 --spare-devices 的缩写）：热备盘作用：平时不参与阵列读写，当某块工作盘损坏时，自动替代损坏磁盘，重建 RAID 数据，无需手动干预 |
/dev/sde1 | 指定的热备磁盘分区（需是独立于工作盘的磁盘分区，容量建议与工作盘一致或更大） |
- 补充说明（避坑关键）
- 磁盘要求：
- 工作盘（
sdb1/sdc1/sdd1）：需是不同物理磁盘的分区（同一磁盘分区做 RAID 无容错意义），容量建议一致（否则总容量按最小盘计算）； - 热备盘（
sde1）：需独立于工作盘，容量≥工作盘最小容量（否则无法完成自动替换重建）。
- 工作盘（
- RAID 5 特性：
- 容错性：允许 1 块工作盘损坏（数据通过奇偶校验恢复）；若 2 块及以上工作盘同时损坏，数据丢失；
- 性能：读速度接近多盘并行（优于单盘），写速度略低于单盘（需计算并存储奇偶校验数据）。
- 后续操作：
创建成功后，需格式化 RAID 阵列（如mkfs.ext4 /dev/md0），再挂载使用（如mount /dev/md0 /mnt/raid5）。 - 查看状态：
可通过mdadm -D /dev/md0（-D=Detail）查看阵列状态（工作盘、热备盘、同步进度等）。
- 简化理解
用“团队协作”类比： - 3 块工作盘 = 3 个主力员工，一起处理数据（读写），并共同维护“备份校验信息”；
- 1 块热备盘 = 1 个替补员工，平时待命，主力员工（工作盘）出问题时自动顶班，保证团队（阵列）正常运转；
- RAID 5 = 团队的工作模式（兼顾效率和容错）；
/dev/md0= 团队的“对外接口”，系统通过它使用阵列的存储资源。
