mdadm详细使用手册

一、mdadm简介

mdadm（Multiple Disk Admin）是Linux系统下用于创建、管理和监控软件RAID（独立磁盘冗余阵列）的强大工具。它支持多种RAID级别（如RAID0、RAID1、RAID5、RAID6等），可以灵活地管理磁盘阵列，提高数据存储的可靠性和性能。

二、安装mdadm

在大多数Linux发行版中，mdadm已经预装或可以通过包管理器轻松安装。例如，在Debian/Ubuntu系统上，可以使用以下命令安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install mdadm

在CentOS/RHEL系统上，可以使用yum或dnf包管理器：

sudo yum install mdadm
# 或
sudo dnf install mdadm

三、创建RAID阵列

1. 创建RAID0阵列（条带化）

RAID0通过将数据分割成块并分布在多个磁盘上来提高读写性能，但不提供冗余。

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1

• --create /dev/md0：创建名为/dev/md0的RAID设备。
• --level=0：指定RAID级别为0。
• --raid-devices=2：使用两个磁盘。
• /dev/sdb1 /dev/sdc1：参与RAID的磁盘分区。

2. 创建RAID1阵列（镜像）

RAID1通过复制数据到两个或多个磁盘上来提供冗余，提高数据可靠性。

sudo mdadm --create /dev/md1 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb2 /dev/sdc2

• --level=1：指定RAID级别为1。

3. 创建RAID5阵列（分布式奇偶校验）

RAID5通过分布式奇偶校验信息提供数据冗余和较好的读写性能。

sudo mdadm --create /dev/md5 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb3 /dev/sdc3 /dev/sdd1

• --level=5：指定RAID级别为5。
• --raid-devices=3：使用三个磁盘。

四、管理RAID阵列

1. 查看RAID状态

使用以下命令查看RAID阵列的详细信息：

sudo mdadm --detail /dev/md0

或者使用更简洁的cat命令查看/proc/mdstat文件：

cat /proc/mdstat

2. 添加磁盘到现有RAID阵列

如果需要增加RAID阵列的容量或替换故障磁盘，可以添加新磁盘：

sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sde1

然后，可能需要调整RAID阵列的大小（对于某些RAID级别，如RAID5或RAID6）：

sudo mdadm --grow /dev/md0 --raid-devices=4

3. 从RAID阵列中移除磁盘

在移除磁盘前，确保它不是阵列中唯一的磁盘，并且阵列处于降级状态（如果有冗余）或可以容忍数据丢失（对于RAID0）。

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

• --fail：标记磁盘为故障。
• --remove：从阵列中移除磁盘。

五、监控RAID阵列

1. 使用mdadm监控

mdadm提供了监控功能，可以在磁盘故障时发送电子邮件通知。编辑/etc/mdadm/mdadm.conf文件，添加或修改MAILADDR行以指定接收通知的电子邮件地址。

然后，启动mdadm监控服务（如果尚未启动）：

sudo systemctl start mdmonitor
sudo systemctl enable mdmonitor

2. 使用第三方工具

除了mdadm自带的监控功能外，还可以使用第三方工具如Nagios、Zabbix等来监控RAID阵列的状态和性能。

六、修复RAID阵列

1. 替换故障磁盘并重建阵列

当RAID阵列中的磁盘发生故障时，需要替换故障磁盘并重建阵列。

1. 替换故障磁盘（物理操作）。
2. 使用--add命令将新磁盘添加到阵列中。
3. 使用--assemble --scan命令重新组装阵列（通常会自动完成，但有时需要手动触发）：

sudo mdadm --assemble --scan

或者，对于特定阵列：

sudo mdadm --assemble /dev/md0 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sde1

2. 检查并修复文件系统错误

在重建阵列后，可能需要检查并修复文件系统错误：

sudo fsck /dev/md0

七、高级功能与技巧

1. 创建RAID阵列的备份配置文件

为了方便在系统重启后自动重新组装RAID阵列，可以创建备份配置文件：

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

2. 使用位图提高重建速度

对于大型RAID阵列，可以使用位图来跟踪更改，从而在重建时提高速度：

sudo mdadm --grow /dev/md0 --bitmap=internal

3. 调整RAID阵列的块大小

在创建RAID阵列时，可以指定块大小（chunk size），这会影响I/O性能。例如，设置块大小为64KB：

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=5 --chunk=64 --raid-devices=3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

八、总结与建议

mdadm是Linux系统下管理软件RAID阵列的强大工具，通过合理使用mdadm，可以显著提高数据存储的可靠性和性能。以下是一些建议：

• 定期备份：尽管RAID提供了数据冗余，但定期备份仍然是防止数据丢失的最佳实践。
• 监控阵列状态：利用mdadm的监控功能或第三方工具定期检查RAID阵列的状态，及时发现并处理潜在问题。
• 选择合适的RAID级别：根据应用场景和需求选择合适的RAID级别，平衡性能、容量和冗余。
• 测试故障恢复：在生产环境使用前，测试RAID阵列的故障恢复过程，确保在真实故障发生时能够迅速恢复。

通过深入理解和掌握mdadm的使用方法，Linux系统管理员和开发者可以更加高效地管理和维护软件RAID阵列，保障数据的安全和可用性。