我们在服务器部署中，RAID磁盘冗余阵列是一种关键的技术手段，用于提高数据的冗余性与磁盘I/O性能。A5IDC将以Ubuntu Server为操作系统平台，详细讲解如何配置 RAID 阵列，包括硬件要求、软件配置步骤、性能数据分析以及常见问题的排查方法。
一、RAID 阵列基础概念回顾
RAID 分为多个等级，其中常用的有：
- RAID 0（条带化）：提高性能，不具备冗余能力。
- RAID 1（镜像）：双盘冗余，提供容错能力。
- RAID 5（带奇偶校验的条带化）：性能与冗余的平衡，需至少3块硬盘。
- RAID 10（1+0）：高性能与高冗余，需至少4块硬盘。
在本文中，我们将使用 `mdadm` 工具在 Ubuntu 服务器上配置 RAID 5 和 RAID 10。
二、硬件配置与准备
推荐使用企业级硬盘，如：
- Western Digital Red Pro 4TB SATA 7200 RPM（型号：WD4003FFBX）
- Seagate IronWolf NAS 6TB（型号：ST6000VN0033）
服务器建议配置：
- CPU：Intel Xeon E5-2620 v4 或 AMD EPYC 7302P
- 内存：至少 16GB ECC RAM
- 存储控制器：支持 JBOD 模式的 HBA，如 LSI 9211-8i 刷 IT 模式
三、软件 RAID 配置步骤
1. 安装必要软件
sudo apt update
sudo apt install mdadm
2. 检查磁盘状态
lsblk
sudo fdisk -l
确认哪些磁盘未被使用，例如 `/dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd`
3. 清除磁盘旧配置（可选）
sudo mdadm --zero-superblock /dev/sd[b-d]
4. 创建 RAID 阵列
RAID 5 示例：
sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sd[b-d]
RAID 10 示例（4块盘）：
sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sd[b-e]
5. 监控阵列同步状态
watch cat /proc/mdstat
6. 创建文件系统并挂载
sudo mkfs.ext4 /dev/md0
sudo mkdir -p /mnt/raid
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid
7. 持久化配置
sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf
sudo update-initramfs -u
添加到 `/etc/fstab`：
echo '/dev/md0 /mnt/raid ext4 defaults,nofail,discard 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab
四、性能测试与验证
使用 `fio` 工具进行性能评估：
sudo apt install fio
fio --name=randwrite --ioengine=libaio --rw=randwrite --bs=4k --size=1G --numjobs=4 --runtime=60 --group_reporting
RAID 5 通常提供约 1.5~2 倍的读取速度，RAID 10 提供更好的随机读写性能。实际性能依赖于磁盘类型、控制器带宽与 CPU 性能。
五、常见问题与排查方法
问题一：阵列创建失败或卡住
- 原因：某些磁盘可能已有旧 RAID 签名
- 解决：使用 `–zero-superblock` 清除所有参与盘的 RAID 信息
问题二：重启后阵列未挂载
- 检查 `/etc/mdadm/mdadm.conf` 和 `/etc/fstab` 是否正确写入
- 检查 RAID 设备名是否变动（可使用 UUID 挂载）
问题三：磁盘掉线或降级模式
- 使用 `mdadm –detail /dev/md0` 查看状态
替换损坏盘后重新添加：
sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sdX
问题四：性能不达预期
- 检查磁盘是否为 SMR 类型（不推荐用于 RAID）
- 检查是否开启写缓存（使用 `hdparm -W`）
- 优化文件系统挂载参数，如 `noatime,nobarrier`
我们在Ubuntu服务器上部署软件RAID是一种灵活且成本效益高的解决方案，适用于中小型企业、私有云及开发环境。通过合理的硬件选择、科学的配置流程与严谨的问题排查，可以实现高可靠性与性能兼具的数据存储架构。
