在 Linux 中创建 RAID 5（带分布式奇偶校验的条带化）

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RAID（廉价磁盘冗余阵列）是一种将多个磁盘组合成单个逻辑单元的技术，以提高性能、冗余或两者兼而有之。RAID 5 是一种 RAID 类型，它使用带分布式奇偶校验的条带化来提供性能和冗余。在本教程中，我们将向您展示如何在 Linux 中创建 RAID 5 阵列。

在开始之前，让我们首先了解带分布式奇偶校验的概念。

什么是带分布式奇偶校验的条带化？

在带分布式奇偶校验的条带化中，数据被分成块并分布到多个磁盘上。奇偶校验信息也分布在磁盘上。如果其中一个磁盘发生故障，奇偶校验用于重建数据。

例如，如果我们有三个磁盘（Disk1、Disk2 和 Disk3），并且我们想要创建一个 RAID 5 阵列，则数据将跨所有三个磁盘进行条带化。每个条带的奇偶校验信息存储在不同的磁盘上。第一个条带的奇偶校验信息存储在 Disk2 上，第二个条带的奇偶校验信息存储在 Disk3 上，第三个条带的奇偶校验信息存储在 Disk1 上。

这样，如果其中一个磁盘发生故障，RAID 控制器可以使用奇偶校验信息重建数据并恢复丢失的信息。

现在我们已经了解了带分布式奇偶校验的概念，让我们继续在 Linux 中创建 RAID 5 阵列。

在 Linux 中创建 RAID 5 阵列

按照以下步骤在 Linux 中创建 RAID 5 阵列。

步骤 1：安装 mdadm

第一步是安装 mdadm 包，这是我们将用于创建 RAID 阵列的工具。要安装 mdadm，请运行以下命令：

sudo apt-get install mdadm

步骤 2：在磁盘上创建分区

接下来，我们需要在将用于 RAID 阵列的磁盘上创建分区。在本例中，我们将使用三个磁盘（/dev/sdb、/dev/sdc 和 /dev/sdd）用于 RAID 阵列。

我们将在每个磁盘上创建一个跨越整个磁盘的单个分区。要创建分区，请对每个磁盘运行以下命令：

sudo fdisk /dev/sdX

将“X”替换为相应的磁盘标识符（b、c 或 d）。然后，在 fdisk 中输入以下命令

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”以验证分区是否已创建。对所有三个磁盘重复此过程。

步骤 3：创建 RAID 5 阵列

现在，我们可以使用 mdadm 工具创建 RAID 5 阵列。运行以下命令：

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

此命令创建了一个名为 /dev/md0 的 RAID 5 阵列，级别为 5，并包含三个设备（/dev/sdb1、/dev/sdc1 和 /dev/sdd1）。

步骤 4：格式化 RAID 5 阵列

创建 RAID 5 阵列后，我们需要使用文件系统对其进行格式化。在本例中，我们将使用 ext4 文件系统。

要格式化 RAID 5 阵列，我们将使用 mkfs.ext4 命令：

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

将 /dev/md0 替换为您 RAID 5 阵列的名称。

步骤 5：挂载 RAID 5 阵列

格式化 RAID 5 阵列后，我们需要将其挂载到目录中。我们将在“/mnt”目录中创建一个名为“raid5”的目录，并将 RAID 5 阵列挂载到其中：

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

要自动在启动时挂载 RAID 5 阵列，我们需要在“/etc/fstab”文件中添加一个条目：

sudo nano /etc/fstab

在文件末尾添加以下行：

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

保存并关闭文件。

步骤 6：测试 RAID 5 阵列

要测试 RAID 5 阵列，我们可以在 RAID 5 阵列上创建一个文件并验证它是否可访问：

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

如果列出了文件“testfile”，则 RAID 5 阵列工作正常。恭喜！您已成功在 Linux 中创建了 RAID 5 阵列。

注意：要向 RAID 5 阵列添加更多磁盘，请使用以下命令：

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

将 /dev/sdx 替换为您要添加的磁盘的设备名称。

在下一节中，我们将讨论如何监控 RAID 5 阵列的状态。

监控 RAID 5 阵列

监控 RAID 5 阵列的状态以确保其正常运行非常重要。可以使用以下命令来监控阵列：

• 要显示 RAID 5 阵列的状态，请使用以下命令：

sudo mdadm --detail /dev/md0

这将显示有关阵列的详细信息，包括其状态、活动磁盘数和故障磁盘数（如果有）。

• 要实时监控阵列的状态，请使用以下命令：

watch -n 1 cat /proc/mdstat

这将显示阵列状态的实时视图，包括已同步的阵列百分比和发生的任何错误。

• 要接收阵列状态更改时的电子邮件通知，我们可以使用 mdadm 工具设置电子邮件通知。为此，我们首先需要安装 mailutils 包：

sudo apt-get install mailutils

• 安装包后，我们可以通过编辑 mdadm.conf 文件来设置电子邮件通知：

sudo nano /etc/mdadm/mdadm.conf

• 在文件末尾添加以下行：

MAILADDR your_email_address
NOTIFYFLAG all

• 将“your_email_address”替换为您实际的电子邮件地址。

• 保存并关闭文件。

现在，每当阵列状态发生变化时，都会向指定的电子邮件地址发送电子邮件通知。

通过监控 RAID 5 阵列的状态，我们可以确保其正常运行并在必要时采取纠正措施。

结论

RAID 5 是一种流行的数据存储解决方案，因为它在性能和冗余之间取得了平衡。在本教程中，我们介绍了使用 Linux 中的 mdadm 创建 RAID 5 阵列的步骤。我们首先安装 mdadm，为驱动器创建分区，并使用分布式奇偶校验创建 RAID 5 阵列。然后，我们使用 ext4 文件系统格式化阵列，并将其挂载为永久存储位置。

定期监控 RAID 5 阵列的运行状况以检测任何问题并防止数据丢失非常重要。我们介绍了如何使用 mdadm 检查阵列的状态以及如何更换故障驱动器。

实施 RAID 5 阵列可以成为可靠且经济高效的数据存储解决方案。它提供了性能、冗余和容量的平衡，可以使个人和商业用例受益。