在 Linux 中建立 RAID 5（帶分散式奇偶校驗的條帶化）

---

RAID（廉價磁碟冗餘陣列）是一種將多個磁碟組合成單個邏輯單元的技術，以提高效能、冗餘或兩者兼而有之。RAID 5 是一種 RAID 型別，它使用帶分散式奇偶校驗的條帶化來提供效能和冗餘。在本教程中，我們將向您展示如何在 Linux 中建立 RAID 5 陣列。

在開始之前，讓我們首先了解帶分散式奇偶校驗的概念。

什麼是帶分散式奇偶校驗的條帶化？

在帶分散式奇偶校驗的條帶化中，資料被分成塊並分佈到多個磁碟上。奇偶校驗資訊也分佈在磁碟上。如果其中一個磁碟發生故障，奇偶校驗用於重建資料。

例如，如果我們有三個磁碟（Disk1、Disk2 和 Disk3），並且我們想要建立一個 RAID 5 陣列，則資料將跨所有三個磁碟進行條帶化。每個條帶的奇偶校驗資訊儲存在不同的磁碟上。第一個條帶的奇偶校驗資訊儲存在 Disk2 上，第二個條帶的奇偶校驗資訊儲存在 Disk3 上，第三個條帶的奇偶校驗資訊儲存在 Disk1 上。

這樣，如果其中一個磁碟發生故障，RAID 控制器可以使用奇偶校驗資訊重建資料並恢復丟失的資訊。

現在我們已經瞭解了帶分散式奇偶校驗的概念，讓我們繼續在 Linux 中建立 RAID 5 陣列。

在 Linux 中建立 RAID 5 陣列

按照以下步驟在 Linux 中建立 RAID 5 陣列。

步驟 1：安裝 mdadm

第一步是安裝 mdadm 包，這是我們將用於建立 RAID 陣列的工具。要安裝 mdadm，請執行以下命令：

sudo apt-get install mdadm

步驟 2：在磁碟上建立分割槽

接下來，我們需要在將用於 RAID 陣列的磁碟上建立分割槽。在本例中，我們將使用三個磁碟（/dev/sdb、/dev/sdc 和 /dev/sdd）用於 RAID 陣列。

我們將在每個磁碟上建立一個跨越整個磁碟的單個分割槽。要建立分割槽，請對每個磁碟執行以下命令：

sudo fdisk /dev/sdX

將“X”替換為相應的磁碟識別符號（b、c 或 d）。然後，在 fdisk 中輸入以下命令

Command (m for help): n Partition type: p  primary (0 primary, 0 extended, 4 free) e extended Select (default p): Using default response p. Partition number (1-4, default 1):First sector (2048-83886079, default 2048): Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-83886079, default 83886079):

按“p”以驗證分割槽是否已建立。對所有三個磁碟重複此過程。

步驟 3：建立 RAID 5 陣列

現在，我們可以使用 mdadm 工具建立 RAID 5 陣列。執行以下命令：

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

此命令建立了一個名為 /dev/md0 的 RAID 5 陣列，級別為 5，幷包含三個裝置（/dev/sdb1、/dev/sdc1 和 /dev/sdd1）。

步驟 4：格式化 RAID 5 陣列

建立 RAID 5 陣列後，我們需要使用檔案系統對其進行格式化。在本例中，我們將使用 ext4 檔案系統。

要格式化 RAID 5 陣列，我們將使用 mkfs.ext4 命令：

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

將 /dev/md0 替換為您 RAID 5 陣列的名稱。

步驟 5：掛載 RAID 5 陣列

格式化 RAID 5 陣列後，我們需要將其掛載到目錄中。我們將在“/mnt”目錄中建立一個名為“raid5”的目錄，並將 RAID 5 陣列掛載到其中：

sudo mkdir /mnt/raid5
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid5

要自動在啟動時掛載 RAID 5 陣列，我們需要在“/etc/fstab”檔案中新增一個條目：

sudo nano /etc/fstab

在檔案末尾新增以下行：

/dev/md0 /mnt/raid5 ext4 defaults 0 0

儲存並關閉檔案。

步驟 6：測試 RAID 5 陣列

要測試 RAID 5 陣列，我們可以在 RAID 5 陣列上建立一個檔案並驗證它是否可訪問：

sudo touch /mnt/raid5/testfile
ls /mnt/raid5

如果列出了檔案“testfile”，則 RAID 5 陣列工作正常。恭喜！您已成功在 Linux 中建立了 RAID 5 陣列。

注意：要向 RAID 5 陣列新增更多磁碟，請使用以下命令：

sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sdx

將 /dev/sdx 替換為您要新增的磁碟的裝置名稱。

在下一節中，我們將討論如何監控 RAID 5 陣列的狀態。

監控 RAID 5 陣列

監控 RAID 5 陣列的狀態以確保其正常執行非常重要。可以使用以下命令來監控陣列：

• 要顯示 RAID 5 陣列的狀態，請使用以下命令：

sudo mdadm --detail /dev/md0

這將顯示有關陣列的詳細資訊，包括其狀態、活動磁碟數和故障磁碟數（如果有）。

• 要即時監控陣列的狀態，請使用以下命令：

watch -n 1 cat /proc/mdstat

這將顯示陣列狀態的即時檢視，包括已同步的陣列百分比和發生的任何錯誤。

• 要接收陣列狀態更改時的電子郵件通知，我們可以使用 mdadm 工具設定電子郵件通知。為此，我們首先需要安裝 mailutils 包：

sudo apt-get install mailutils

• 安裝包後，我們可以透過編輯 mdadm.conf 檔案來設定電子郵件通知：

sudo nano /etc/mdadm/mdadm.conf

• 在檔案末尾新增以下行：

MAILADDR your_email_address
NOTIFYFLAG all

• 將“your_email_address”替換為您實際的電子郵件地址。

• 儲存並關閉檔案。

現在，每當陣列狀態發生變化時，都會向指定的電子郵件地址傳送電子郵件通知。

透過監控 RAID 5 陣列的狀態，我們可以確保其正常執行並在必要時採取糾正措施。

結論

RAID 5 是一種流行的資料儲存解決方案，因為它在效能和冗餘之間取得了平衡。在本教程中，我們介紹了使用 Linux 中的 mdadm 建立 RAID 5 陣列的步驟。我們首先安裝 mdadm，為驅動器建立分割槽，並使用分散式奇偶校驗建立 RAID 5 陣列。然後，我們使用 ext4 檔案系統格式化陣列，並將其掛載為永久儲存位置。

定期監控 RAID 5 陣列的執行狀況以檢測任何問題並防止資料丟失非常重要。我們介紹瞭如何使用 mdadm 檢查陣列的狀態以及如何更換故障驅動器。

實施 RAID 5 陣列可以成為可靠且經濟高效的資料儲存解決方案。它提供了效能、冗餘和容量的平衡，可以使個人和商業用例受益。