Linux RAID 分区是一种通过软件或硬件将多个物理磁盘组合成一个逻辑单元的技术，旨在提高数据可靠性、I/O 性能或存储容量，在 Linux 系统中，软件 RAID 主要通过 mdadm 工具实现，支持多种 RAID 级别，每种级别适用于不同的应用场景，本文将详细介绍 Linux RAID 分区的核心概念、实现步骤、配置选项及注意事项。
RAID 分区的基本概念
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）通过将数据分布到多个磁盘上，实现冗余备份或性能优化，Linux 系统中的软件 RAID 不依赖硬件 RAID 卡，而是利用内核的 md 模块和 mdadm 工具管理磁盘组，在配置 RAID 前,需明确以下核心要素：
- 磁盘选择：建议使用同型号、同容量的磁盘，以确保性能和负载均衡，若磁盘容量不同，RAID 会以最小磁盘容量为准。
- 分区要求：每个参与 RAID 的磁盘需创建类型为
Linux RAID（fdisk 中为fd类型）的分区，避免文件系统干扰。 - RAID 级别：常见的 RAID 级别包括 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6 和 RAID 10,不同级别的数据分布和容错能力差异显著。
常见 RAID 级别及特点
不同的 RAID 级别在性能、容量和冗余性上各有侧重,以下是主要级别的对比：
| RAID 级别 | 工作原理 | 最少磁盘数 | 容量利用率 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 条带化存储，数据分块写入 | 2 | 100% | 无冗余，读写性能最高 | 临时存储、高性能计算 |
| RAID 1 | 镜像存储，数据完全复制 | 2 | 50% | 高冗余，读取性能提升 | 重要数据备份、系统盘 |
| RAID 5 | 分布式奇偶校验 | 3 | (N-1)/N | 兼顾性能与冗余，允许 1 块盘故障 | 文件服务器、数据库存储 |
| RAID 6 | 双分布式奇偶校验 | 4 | (N-2)/N | 允许 2 块盘同时故障 | 高可靠性要求的存储系统 |
| RAID 10 | RAID 0 与 RAID 1 结合 | 4 | 50% | 高性能与高冗余并存 | 关键业务数据库、虚拟化平台 |
Linux RAID 分区配置步骤
以 RAID 1（镜像）为例，演示使用 mdadm 工具创建 RAID 分区的完整流程。
准备磁盘
假设有两块新磁盘 /dev/sdb 和 /dev/sdc，首先使用 fdisk 进行分区：
fdisk /dev/sdb
按 n 创建新分区，选择主分区，默认所有参数后，按 t 将分区类型改为 Linux RAID（代码 fd），最后按 w 保存，对 /dev/sdc 重复相同操作。
创建 RAID 设备
使用 mdadm 创建 RAID 1 设备 /dev/md0：
mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1
--level=1：指定 RAID 级别为镜像。--raid-devices=2：指定使用的磁盘数量。
格式化与挂载
创建文件系统并挂载：
mkfs.ext4 /dev/md0 mkdir /mnt/raid1 mount /dev/md0 /mnt/raid1
配置 /etc/fstab 实现自动挂载
编辑 /etc/fstab，添加以下内容：
/dev/md0 /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0保存 RAID 配置
为避免重启后 RAID 设备失效，需保存 RAID 元数据：
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf update-initramfs -u
RAID 分区的管理
Linux 提供了丰富的 mdadm 命令用于管理 RAID 分区：
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查看 RAID 状态
cat /proc/mdstat # 实时查看 RAID 同步状态 mdadm --detail /dev/md0 # 查看 RAID 设备详细信息
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添加/替换故障磁盘
若 RAID 1 中/dev/sdb1故障，可执行以下操作：mdadm --fail /dev/md0 /dev/sdb1 # 标记故障磁盘 mdadm --remove /dev/md0 /dev/sdb1 # 移除故障磁盘 fdisk /dev/sdd # 对新磁盘分区后 mdadm --add /dev/md0 /dev/sdd1 # 添加新磁盘
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扩容 RAID 5
若需增加 RAID 5 的容量，可先添加新磁盘并创建分区，然后扩展 RAID 设备：mdadm --grow /dev/md0 --raid-devices=3 # 增加磁盘数量 mdadm --grow /dev/md0 --size=max # 扩展文件系统
注意事项
- 磁盘对齐：分区起始扇区建议对齐到 4K 扇区（2048 扇区），以避免性能下降。
- 热备盘：可通过
mdadm --add --spare-devices=/dev/sdd1 /dev/md0添加热备盘，自动替换故障磁盘。 - 监控预警：定期检查 RAID 状态，设置
mdadm邮件通知，及时处理磁盘故障。 - 数据备份：RAID 仅为冗余方案，无法替代异地备份，重要数据仍需定期备份到其他介质。
Linux RAID 分区通过灵活的配置和高效的冗余机制，为数据存储提供了可靠保障，在实际应用中，需根据业务需求选择合适的 RAID 级别，并结合 mdadm 工具进行精细化管理，以平衡性能、成本与数据安全性。
