Linux: RAID（磁盤冗余陣列）配置全指南

Linux：RAID（磁盤冗余陣列）配置

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一、RAID 核心概念

RAID（Redundant Array of Independent Disks，磁盤冗余陣列）通過將多個物理磁盤組合為一個邏輯存儲設備，實現提升讀寫性能、增強數據安全性或平衡兩者的目的。不同RAID級別采用不同的技術實現，適用于不同場景。

二、常見RAID級別及特性

RAID級別最少磁盤數核心原理性能安全性
RAID 02塊數據分割為N份，并行寫入各磁盤（無冗余）讀寫速度大幅提升無冗余，單盤故障數據全丟
RAID 12塊數據完全鏡像，每塊磁盤存儲相同內容讀速提升，寫速略降單盤故障不丟數據
RAID 53塊數據分割存儲+分布式校驗（每塊盤均含校驗信息）讀寫性能較好允許單盤故障（可重建）
RAID 104塊（2的倍數）先做RAID 1鏡像，再將鏡像組組成RAID 0（1+0）讀寫性能優異允許每組鏡像中一塊盤故障
RAID 506塊（3的倍數）先做多個RAID 5，再將這些RAID 5組成RAID 0（5+0）讀寫性能優異每個RAID 5允許單盤故障

三、RAID 實現方式

  1. 硬件RAID：通過獨立RAID控制器實現，性能好、穩定性高，支持熱插拔，適合企業級場景。
  2. 軟件RAID：通過操作系統工具（如Linux的mdadm）實現，無需額外硬件，成本低，適合個人或小型場景。本文重點介紹mdadm工具配置。

四、軟件RAID 配置實戰（基于mdadm）

  • 在實際環境中，若物理磁盤數量有限，可通過磁盤分區模擬獨立硬盤來配置 RAID。以下以 RAID 0 和 RAID 5 為例，詳細演示基于分區的配置步驟。

1. 安裝mdadm工具

yum -y install mdadm  # CentOS/RHEL系統

2.新增物理磁盤

? 添加 1 塊足夠大的物理磁盤（如/dev/sdb，容量≥50GB），用于創建多個分區模擬獨立硬盤。

3. 創建RAID 0（追求性能）

（1）創建分區（模擬獨立硬盤）

? 創建/dev/sdb1 /de/sdb2 分區 大小設置為1G

[root@zhangyiwei ~]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) p
錯誤: /dev/sdb: unrecognised disk label
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)                                    
Disk /dev/sdb: 32.2GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: unknown
Disk Flags: 
(parted) mklabel 
新的磁盤標簽類型？ gpt                                                    
(parted) unit                                                             
Unit?  [compact]? Mib                                                     
(parted) p                                                                
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 30720MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start  End  Size  File system  Name  標志(parted) quit                                                             
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@zhangyiwei ~]# fdisk /dev/sdb
WARNING: fdisk GPT support is currently new, and therefore in an experimental phase. Use at your own discretion.
歡迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。更改將停留在內存中，直到您決定將更改寫入磁盤。
使用寫入命令前請三思。命令(輸入 m 獲取幫助)：n
分區號 (1-128，默認 1)：
第一個扇區 (34-41943006，默認 2048)：
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-41943006，默認 41943006)：+1G
已創建分區 1命令(輸入 m 獲取幫助)：N
分區號 (2-128，默認 2)：
第一個扇區 (34-41943006，默認 2099200)：
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2099200-41943006，默認 41943006)：+1G
已創建分區 2命令(輸入 m 獲取幫助)：W
The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盤。
[root@zhangyiwei ~]# partprobe /dev/sdb
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0  100G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    4G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0   50G  0 part /
sdb      8:16   0   20G  0 disk 
├─sdb1   8:17   0    1G  0 part 
└─sdb2   8:18   0    1G  0 part 
sr0     11:0    1  4.3G  0 rom  /run/media/root/CentOS 7 x86_64

使用2個分區（/dev/sdb1、/dev/sdb2）組成RAID 0：

[root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb1 /dev/sdb2
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.-Cv     # 創建并命名-/dev/md0#  作為設備必須在/dev目錄下-l 0   # RAID級別（0）-n 2   # 成員磁盤數量（2塊）/dev/sdb1 /dev/sdb1  # 參與的磁盤或分區
  • 輸出提示array /dev/“md0 started.已創建”即成功。
（2）查看RAID信息
mdadm -Ds  # 顯示所有RAID設備詳細信息
mdadm -D /dev/md0  # 查看指定RAID（md0）的狀態
lsblk   # 列出系統中所有塊設備
  • 關鍵信息：RAID Level: raid0、Active Devices: 2（激活的設備數）。
（3）格式化并掛載
# 格式化為xfs文件系統（也可使用ext4）
[root@zhangyiwei ~]# mkfs.xfs /dev/md0
meta-data=/dev/md0               isize=512    agcount=8, agsize=65408 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=523264, imaxpct=25=                       sunit=128    swidth=256 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2=                       sectsz=512   sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0# 創建掛載點并掛載
[root@zhangyiwei ~]# mkdir /md0
[root@zhangyiwei ~]# mount /dev/md0 /md0  #臨時掛載# 獲取RAID設備的UUID
[root@zhangyiwei ~]# blkid /dev/md0
/dev/md0: UUID="8759b45d-89ed-458e-b860-efb267ddd110" TYPE="xfs" # 寫入fstab
[root@zhangyiwei ~]# vim /etc/fstab   #永久掛載UUID=8759b45d-89ed-458e-b860-efb267ddd110 /md0 xfs      defaults 0 0
（5）刪除RAID 0（清理環境）
# 卸載掛載點
umount /md0# 停止RAID設備
mdadm -S /dev/md0# 清除磁盤上的RAID信息（避免下次誤識別）
mdadm --zero-superblock /dev/sdb
mdadm --zero-superblock /dev/sdc# 刪除掛載點和fstab配置
rm -rf /raid0
sed -i '/\/raid0/d' /etc/fstab  # 刪除fstab中對應行

. 創建RAID 1（追求安全）

（1）創建RAID 1設備（/dev/md1）
新建sdb3、sdb4分區
[root@zhangyiwei ~]# fdisk /dev/sdb**********
[root@zhangyiwei ~]# partprobe /dev/sdb

使用2個分區（/dev/sdb3、/dev/sdb4、）組成RAID 1

[root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/sdb3 /dev/sdb4  # 設置RAID級別為1
mdadm: Note: this array has metadata at the start andmay not be suitable as a boot device.  If you plan tostore '/boot' on this device please ensure thatyour boot-loader understands md/v1.x metadata, or use--metadata=0.90
mdadm: size set to 1046528K
Continue creating array? 
Continue creating array? (y/n) y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
************
├─sdb3    8:19   0    1G  0 part  
│ └─md1   9:1    0 1022M  0 raid1 
└─sdb4    8:20   0    1G  0 part  └─md1   9:1    0 1022M  0 raid1 
sr0      11:0    1  4.3G  0 rom   /run/media/root/CentOS 7 x86_64

#掛載同RAID 0步驟

4. 創建RAID 5（平衡性能與安全）

（1）創建RAID 5設備（/dev/md5）

創建分區:

[root@zhangyiwei ~]# fdisk /dev/sdb****************************
[root@zhangyiwei ~]# partprobe /dev/sdb
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT********************
├─sdb5    8:21   0    1G  0 part  
├─sdb6    8:22   0    1G  0 part  
├─sdb7    8:23   0    1G  0 part  
└─sdb8    8:24   0    1G  0 part  
sr0      11:0    1  4.3G  0 rom   /run/media/root/CentOS 7 x86_64

使用3個分區（/dev/sdb5、/dev/sdb6、/dev/sdb7）組成RAID 5，額外1塊/dev/sdeb8作為熱備盤（自動替換故障盤）：

[root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md5 -l 5 -n 3 /dev/sdb5 /dev/sdb6 /dev/sdb7 --spare-devices=1 /dev/sdb8
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: size set to 1046528K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md5 started.-l 5 \  # RAID級別（5）-n 3 \  # 成員磁盤數量（3塊）/dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd \--spare-devices=1 /dev/sde  # 熱備盤數量及設備
（2）查看RAID 5狀態
[root@zhangyiwei ~]# mdadm -D /dev/md5
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT***********************
├─sdb5    8:21   0    1G  0 part  
│ └─md5   9:5    0    2G  0 raid5 
├─sdb6    8:22   0    1G  0 part  
│ └─md5   9:5    0    2G  0 raid5 
├─sdb7    8:23   0    1G  0 part  
│ └─md5   9:5    0    2G  0 raid5 
└─sdb8    8:24   0    1G  0 part  └─md5   9:5    0    2G  0 raid5 
sr0      11:0    1  4.3G  0 rom   /run/media/root/CentOS 7 x86_64
  • 關鍵信息：RAID Level: raid5、Active Devices: 3、Spare Devices: 1（熱備盤就緒）。
（3）模擬磁盤故障與重建

  1. 標記磁盤為故障：

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm -f /dev/md5 /dev/sdb5  # 將/dev/sdb5標記為故障盤
mdadm: set /dev/sdb5 faulty in /dev/md5

  2. 查看自動重建過程：

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm -D /dev/md5*******************Number   Major   Minor   RaidDevice State3       8       24        0      spare rebuilding   /dev/sdb81       8       22        1      active sync   /dev/sdb64       8       23        2      active sync   /dev/sdb70       8       21        -      faulty   /dev/sdb5
    • 此時/dev/sde（熱備盤）會自動替換/dev/sdb，并顯示“Rebuild Status: xx%”（重建進度）。

  3. 移除故障盤或分區：

    # 從RAID中移除故障盤
[root@zhangyiwei ~]# mdadm -r /dev/md5 /dev/sdb5
mdadm: hot removed /dev/sdb5 from /dev/md5

    4.添加硬盤或分區

  • sdb5可作為md5的熱備盤加入：

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm /dev/md5 --add /dev/sdb5

  • 執行后 sdb5 狀態會變為 spare，當 md5 中任一盤故障時自動替換。

#掛載同RAID 0步驟

二、創建 RAID 10（1+0）

1. 核心原理

RAID 10 = RAID 1（鏡像）+ RAID 0（條帶化），先將磁盤兩兩鏡像（RAID 1），再將鏡像組條帶化（RAID 0），兼顧安全性和性能。

2. 分步配置

創建分區:

[root@zhangyiwei ~]# fdisk /dev/sdb****************************
[root@zhangyiwei ~]# partprobe /dev/sdb
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT********************
├─sdb9    8:25   0    1G  0 part  
├─sdb10   8:26   0    1G  0 part  
├─sdb11   8:27   0    1G  0 part  
└─sdb12   8:28   0    1G  0 part  
sr0      11:0    1  4.3G  0 rom   /run/media/root/CentOS 7 x86_64
（1）創建 2 組 RAID 1

  • 第一組（/dev/md101）：使用sdb9和sdb10

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md101 -l 1 -n 2 /dev/sdb9 /dev/sdb10
mdadm: Note: this array has metadata at the start andmay not be suitable as a boot device.  If you plan tostore '/boot' on this device please ensure thatyour boot-loader understands md/v1.x metadata, or use--metadata=0.90
mdadm: size set to 1046528K
Continue creating array? y                                                 
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md101 started.

  • 第二組（/dev/md102）：使用sdb11和sd12

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md102 -l 1 -n 2 /dev/sdb11 /dev/sdb12
mdadm: Note: this array has metadata at the start andmay not be suitable as a boot device.  If you plan tostore '/boot' on this device please ensure thatyour boot-loader understands md/v1.x metadata, or use--metadata=0.90
mdadm: size set to 1046528K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md2 started.
（2）將兩組 RAID 1 組成 RAID 0（即 RAID 10）
[root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md10 -l 0 -n 2 /dev/md101 /dev/md102
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md10 started.
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT********************
├─sdb9       8:25   0    1G  0 part  
│ └─md101    9:101  0 1022M  0 raid1 
│   └─md10   9:10   0    2G  0 raid0 
├─sdb10      8:26   0    1G  0 part  
│ └─md101    9:101  0 1022M  0 raid1 
│   └─md10   9:10   0    2G  0 raid0 
├─sdb11      8:27   0    1G  0 part  
│ └─md102      9:2    0 1022M  0 raid1 
│   └─md10   9:10   0    2G  0 raid0 
└─sdb12      8:28   0    1G  0 part  └─md102      9:2    0 1022M  0 raid1 └─md10   9:10   0    2G  0 raid0 
sr0         11:0    1  4.3G  0 rom   /run/media/root/CentOS 7 x86_64

3. 驗證 RAID 10

mdadm -D /dev/md10
  • 關鍵信息：RAID Level: raid0，成員為/dev/md101和/dev/md102（兩組 RAID 1）。

#格式化與掛載同RAID 0步驟

三、創建 RAID 50（5+0）

1. 核心原理

RAID 50 = RAID 5（分布式校驗）+ RAID 0（條帶化），先將磁盤分成多組 RAID 5（每組至少 3 個磁盤），再將各組條帶化，兼顧大容量、安全性和性能。

2. 分步配置

（1）創建 2 組 RAID 5

? #需要重新使用被分配的硬盤或分區可以停止他們的頂層陣列（如 md0、md1 等，根據實際情況替換）

[root@zhangyiwei ~]# mdadm --stop /dev/md1
mdadm: stopped /dev/md1
[root@zhangyiwei ~]# mdadm --stop /dev/md5
mdadm: stopped /dev/md5
[root@zhangyiwei ~]# mdadm --stop /dev/md10
mdadm: stopped /dev/md10
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME      MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT****************
sdb         8:16   0   30G  0 disk  
├─sdb1      8:17   0    1G  0 part  
├─sdb2      8:18   0    1G  0 part  
├─sdb3      8:19   0    1G  0 part  
├─sdb4      8:20   0    1G  0 part  
├─sdb5      8:21   0    1G  0 part  
├─sdb6      8:22   0    1G  0 part

  • 第一組（/dev/md501）：使用sdb1、sdb2、sdb3（無熱備盤）

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md501 -l 5 -n 3 /dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: /dev/sdb1 appears to be part of a raid array:level=raid0 devices=2 ctime=Mon Aug 18 20:33:14 2025
mdadm: /dev/sdb2 appears to be part of a raid array:level=raid0 devices=2 ctime=Mon Aug 18 20:33:14 2025
mdadm: /dev/sdb3 appears to be part of a raid array:level=raid1 devices=2 ctime=Mon Aug 18 20:43:16 2025
mdadm: size set to 1046528K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md501 started.

  • 第二組（/dev/md502）：使用sdb4、sdb5、sdb6（無熱備盤）

    [root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md502 -l 5 -n 3 /dev/sdb4 /dev/sdb5     /dev/sdb6
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: /dev/sdb4 appears to be part of a raid array:
level=raid1 devices=2 ctime=Mon Aug 18 20:43:16 2025
mdadm: /dev/sdb5 appears to be part of a raid array:level=raid5 devices=3 ctime=Mon Aug 18 20:49:51 2025
mdadm: /dev/sdb6 appears to be part of a raid array:level=raid5 devices=3 ctime=Mon Aug 18 20:49:51 2025
mdadm: size set to 1046528K
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md502 started.
（2）將兩組 RAID 5 組成 RAID 0（即 RAID 50）
[root@zhangyiwei ~]# mdadm --assemble /dev/md502 /dev/sdb4 /dev/sdb5 /dev/sdb6
mdadm: /dev/sdb4 is busy - skipping
mdadm: /dev/sdb5 is busy - skipping
mdadm: /dev/sdb6 is busy - skipping
[root@zhangyiwei ~]# mdadm -Cv /dev/md50 -l 0 -n 2 /dev/md501 /dev/md502
mdadm: chunk size defaults to 512K
mdadm: /dev/md502 appears to be part of a raid array:level=raid0 devices=2 ctime=Mon Aug 18 21:02:02 2025
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md50 started.
[root@zhangyiwei ~]# lsblk
NAME       MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT******************
sdb          8:16   0   30G  0 disk  
├─sdb1       8:17   0    1G  0 part  
│ └─md501    9:501  0    2G  0 raid5 
│   └─md50   9:50   0    4G  0 raid0 
├─sdb2       8:18   0    1G  0 part  
│ └─md501    9:501  0    2G  0 raid5 
│   └─md50   9:50   0    4G  0 raid0 
├─sdb3       8:19   0    1G  0 part  
│ └─md501    9:501  0    2G  0 raid5 
│   └─md50   9:50   0    4G  0 raid0 
├─sdb4       8:20   0    1G  0 part  
│ └─md502    9:502  0    2G  0 raid5 
│   └─md50   9:50   0    4G  0 raid0 
├─sdb5       8:21   0    1G  0 part  
│ └─md502    9:502  0    2G  0 raid5 
│   └─md50   9:50   0    4G  0 raid0 
├─sdb6       8:22   0    1G  0 part  
│ └─md502    9:502  0    2G  0 raid5 
│   └─md50   9:50   0    4G  0 raid0

3. 驗證 RAID 50

[root@zhangyiwei ~]# mdadm -D /dev/md50
  • 關鍵信息：RAID Level: raid0，成員為/dev/md5和/dev/md6（兩組 RAID 5）。

4. 格式化與掛載

mkfs.xfs /dev/md50
mkdir /raid50
mount /dev/md50 /raid50
df -Th /raid50

五、RAID 運維常用命令

命令用途命令示例
創建RAIDmdadm -Cv /dev/mdX -l 級別 -n 數量 磁盤列表
查看RAID詳情mdadm -D /dev/mdX
停止RAIDmdadm -S /dev/mdX
標記故障盤mdadm -f /dev/mdX 故障磁盤
移除故障盤mdadm -r /dev/mdX 故障磁盤
添加新盤（替換故障盤）mdadm -a /dev/mdX 新磁盤
清除磁盤RAID信息mdadm --zero-superblock 磁盤

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