Linux系统中构建RAID 10阵列的具体步骤是什么

发布时间：2022-01-26 17:42:37 作者：柒染
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# Linux系统中构建RD 10阵列的具体步骤是什么

## 一、RD 10技术概述

RD 10（又称RD 1+0）是一种结合镜像（RD 1）和条带化（RD 0）的混合存储方案，具有以下核心特性：

1. **冗余与性能兼备**：通过镜像提供数据冗余，通过条带化提升I/O性能
2. **最少磁盘需求**：至少需要4块物理磁盘
3. **存储效率**：实际可用空间为总磁盘空间的50%
4. **典型应用场景**：数据库服务器、虚拟化平台等高IOPS要求的场景

### RD 10 vs 其他RD级别
| 特性        | RD 10 | RD 5 | RD 6 |
|------------|---------|--------|--------|
| 最小磁盘数  | 4       | 3      | 4      |
| 容错能力    | 1-2块*  | 1块    | 2块    |
| 写入性能    | 高      | 中等   | 低     |
| 存储利用率  | 50%     | N-1/N  | N-2/N  |

*注：RD 10可容忍不同镜像组中各坏1块盘

## 二、构建前的准备工作

### 1. 硬件准备
- 4块或更多相同容量的磁盘（推荐同型号）
- 支持RD的HBA卡（如使用硬件RD）
- 备用磁盘用于热备（可选）

### 2. 系统环境检查
```bash
# 检查现有磁盘情况
lsblk -o NAME,SIZE,MODEL,ROTA

# 确认mdadm工具已安装
which mdadm || sudo apt install mdadm -y  # Debian/Ubuntu
which mdadm || sudo yum install mdadm -y  # RHEL/CentOS

3. 磁盘预处理

# 对每块磁盘进行分区（示例以/dev/sdb为例）
sudo fdisk /dev/sdb
# 在fdisk中依次输入：n → p → 1 → 回车 → 回车 → t → fd → w

# 或者使用parted创建GPT分区
sudo parted /dev/sdb mklabel gpt
sudo parted /dev/sdb mkpart primary 0% 100%
sudo parted /dev/sdb set 1 raid on

三、使用mdadm创建RD 10

方法1：直接创建镜像条带

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sd[b-e]1

方法2：指定布局模式（推荐）

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 \
--layout=f2 /dev/sd[b-e]1

常用布局选项： - f2：far模式，优化读取性能 - n2：near模式（默认） - o2：offset模式

验证创建结果

# 查看阵列状态
cat /proc/mdstat

# 获取详细信息
sudo mdadm --detail /dev/md0

四、文件系统创建与挂载

1. 创建文件系统

# 创建ext4文件系统
sudo mkfs.ext4 /dev/md0

# 或xfs文件系统（适合大文件）
sudo mkfs.xfs /dev/md0

2. 配置挂载

# 创建挂载点
sudo mkdir /mnt/raid10

# 临时挂载
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid10

# 永久挂载（编辑/etc/fstab）
echo "/dev/md0 /mnt/raid10 ext4 defaults 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab

五、RD管理维护

1. 监控阵列状态

# 实时监控
watch -n 1 cat /proc/mdstat

# 邮件报警配置
sudo mdadm --monitor --scan --mail=admin@example.com --delay=300

2. 处理磁盘故障

# 标记故障盘
sudo mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb1

# 移除故障盘
sudo mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb1

# 添加新磁盘
sudo mdadm /dev/md0 --add /dev/sdf1

3. 性能优化建议

# 调整条带大小（适合数据库应用）
sudo mkfs.xfs -d su=64k,sw=4 /dev/md0

# 启用写入缓存（有UPS时推荐）
sudo echo 'write_back' > /sys/block/md0/md/stripe_cache_size

六、生产环境注意事项

磁盘一致性：
- 使用BBU（电池备份单元）保护缓存数据
- 定期检查磁盘SMART状态

备份策略：

# 保存阵列配置
sudo mdadm --detail --scan > /etc/mdadm.conf

扩容方案：
- RD 10不支持直接扩容，需备份→重建→恢复数据
- 考虑使用LVM叠加实现灵活扩容

灾难恢复：

# 组装已存在的阵列
sudo mdadm --assemble /dev/md0 /dev/sd[b-e]1

七、常见问题解决

Q1: 重建过程中系统崩溃怎么办？

sudo mdadm --assemble --force /dev/md0 /dev/sd[b-e]1

Q2: 如何测试RD故障转移？

# 模拟磁盘故障
sudo mdadm /dev/md0 --set-faulty /dev/sdb1
# 观察自动重建过程
watch cat /proc/mdstat

Q3: 出现”mdadm: cannot open /dev/sdX: Device or resource busy”错误

# 查找占用进程
sudo lsof /dev/sdX
# 或使用
sudo dmsetup ls

八、进阶配置参考

1. 使用热备盘

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 \
--spare-devices=1 /dev/sd[b-e]1 /dev/sdf1

2. 与LVM集成

sudo pvcreate /dev/md0
sudo vgcreate vg_raid /dev/md0
sudo lvcreate -L 1T -n lv_data vg_raid

3. 性能基准测试

# 测试顺序读写
sudo hdparm -tT /dev/md0

# 测试随机IOPS
sudo fio --filename=/dev/md0 --direct=1 --rw=randrw --ioengine=libaio \
--bs=4k --numjobs=16 --time_based --runtime=60 --group_reporting --name=iotest

通过以上步骤，您可以在Linux系统上成功部署高性能、高可用的RD 10存储阵列。建议在实际生产环境中先进行全面的测试，并根据具体工作负载调整相关参数。 “`

这篇文章包含： 1. RD 10技术原理说明 2. 详细的构建步骤和命令 3. 多种创建方法的比较 4. 维护管理技巧 5. 生产环境注意事项 6. 常见问题解决方案 7. 性能优化建议 8. 格式化代码块和表格

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