如何搭建Linux RAID5阵列？

RAID 5 是一种广泛使用的存储技术，通过分布式奇偶校验实现数据冗余与性能提升，它至少需要 3 块硬盘，在保障数据安全的同时，提供较高的读写效率，以下是在 Linux 系统（以 Ubuntu/CentOS 为例）搭建 RAID 5 的完整流程，涵盖创建、管理及故障处理。

准备工作

1. 硬件要求

   • 3 块或以上物理硬盘（如 /dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd）。
   • 确保硬盘未存储重要数据（操作会清空所有数据）。
   • 建议硬盘容量一致,避免空间浪费。

2. 安装工具
   安装 RAID 管理工具 mdadm：

   # Ubuntu/Debian
   sudo apt update && sudo apt install mdadm -y
   # CentOS/RHEL
   sudo yum install mdadm -y

创建 RAID 5 阵列

步骤 1：分区设置（可选）

为每块硬盘创建分区并标记为 RAID 类型：

sudo fdisk /dev/sdb  # 对每块硬盘重复操作

在 fdisk 中：

• 输入 n 创建新分区（默认全盘分区）。
• 输入 t 设置分区类型为 Linux RAID（代码 FD）。
• 输入 w 保存更改。

步骤 2：创建 RAID 5

使用 mdadm 创建阵列（以 3 块硬盘为例）：

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

• 参数说明：
  --create /dev/md0：创建名为 md0 的 RAID 设备。
  --level=5：设置为 RAID 5。
  --raid-devices=3：指定活动硬盘数量。

步骤 3：验证阵列状态

cat /proc/mdstat  # 查看同步进度
sudo mdadm --detail /dev/md0  # 检查详细信息

输出应显示 “State : clean” 和 “Active Devices : 3”。

文件系统与挂载

1. 格式化 RAID 设备
   使用 EXT4 文件系统（推荐）：

   sudo mkfs.ext4 /dev/md0

2. 挂载到系统

   sudo mkdir /mnt/raid5  # 创建挂载点
   sudo mount /dev/md0 /mnt/raid5  # 临时挂载

3. 开机自动挂载
   获取 RAID 的 UUID：

   sudo blkid /dev/md0

   编辑 /etc/fstab 文件，添加：

   UUID=你的阵列UUID  /mnt/raid5  ext4  defaults  0  0

持久化配置

保存 RAID 配置，确保重启后自动加载：

sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf  # Ubuntu
sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm.conf        # CentOS

更新初始化内存盘：

sudo update-initramfs -u  # Ubuntu
sudo dracut -v --force    # CentOS

管理与故障处理

监控阵列状态

定期检查：

watch cat /proc/mdstat  # 实时监控同步状态

模拟磁盘故障与更换

• 标记故障盘：

  sudo mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb1

• 移除故障盘：

  sudo mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb1

• 添加新硬盘：

  sudo mdadm /dev/md0 --add /dev/sde1  # 新硬盘需先分区

  系统将自动重建数据。

扩展 RAID 5（添加硬盘）

sudo mdadm --grow /dev/md0 --raid-devices=4 --add /dev/sde1
sudo resize2fs /dev/md0  # 调整文件系统大小

注意事项

1. 数据备份：RAID 5 非备份方案，仍需定期备份关键数据。
2. 性能影响：重建阵列时 I/O 性能显著下降。
3. 硬盘一致性：避免混用不同型号/转速的硬盘。
4. 备用盘：添加热备盘（--spare-devices=1）可提升容错能力。

通过 mdadm 工具，Linux 可高效搭建和管理 RAID 5 阵列，重点在于：

• 初始化时正确分区并标记类型。
• 创建后保存配置至 mdadm.conf。
• 定期监控阵列状态，及时更换故障盘。
  遵循上述步骤,可构建一个兼顾性能与安全的存储环境。

引用说明：
本文参考 Linux mdadm 官方文档（https://raid.wiki.kernel.org/）及 Ubuntu/CentOS 系统管理指南，命令行操作基于 GNU/Linux 4.15+ 内核验证。