在 Linux 上配置软件 RAID

项目
02/02/2017

在 Azure 中的 Linux 虚拟机上使用软件 RAID 将多个附加的数据磁盘作为单个 RAID 设备呈现，这是一种常见方案。通常，这可以用于提高性能，并在与仅使用单个磁盘相比能提高吞吐量。

添加数据磁盘

配置 RAID 设备需要两个或多个空数据磁盘。创建 RAID 设备的主要原因是提高磁盘 IO 的性能。根据您的 IO 需求，可以选择附加存储在标准存储中的磁盘，每个磁盘最多支持 500 IO/ps，或者选择高性能存储，每个磁盘最多支持 5000 IO/ps。本文不详细介绍如何预配数据磁盘并将其附加到 Linux 虚拟机。有关如何将空数据磁盘附加到 Azure 上的 Linux 虚拟机的详细说明，请参阅 Microsoft Azure 文章附加磁盘。

重要

不要混合不同大小的磁盘，这样做会导致 raidset 的性能限制为最慢的磁盘。

安装 mdadm 实用工具

Ubuntu

sudo apt-get update
sudo apt-get install mdadm

CentOS & Oracle Linux
```
sudo yum install mdadm
```
SLES 和 openSUSE
```
zypper install mdadm
```

创建磁盘分区

在此示例中，我们在 /dev/sdc 上创建单个磁盘分区。新的磁盘分区将称为 /dev/sdc1。

使用 fdisk 开始创建分区

sudo fdisk /dev/sdc
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xa34cb70c.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
                switch off the mode (command 'c') and change display units to
                sectors (command 'u').

在提示符下按“n”创建 new 分区：
```
Command (m for help): n
```

接下来，按“p”创建 p边缘分区：

Command action
        e   extended
        p   primary partition (1-4)

按“1”选择分区号 1：
```
Partition number (1-4): 1
```
选择新分区的起点，或按 <enter> 接受默认设置，将分区放置在驱动器上可用空间的开头：
```
First cylinder (1-1305, default 1):
Using default value 1
```
选择分区的大小，例如，键入“+10G”以创建 10 GB 的分区。或者，按 <enter> 创建跨整个驱动器的单个分区：
```
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1305, default 1305): 
Using default value 1305
```
接下来，将分区的 ID 和 type 从默认 ID“83”（Linux）更改为 ID“fd”（Linux raid auto）：
```
Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): fd
```

最后，将分区表写入驱动器并退出 fdisk：

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

创建 RAID 阵列

以下示例将采用 RAID 级别 0 对三个单独数据磁盘（sdc1、sdd1、sde1）上的三个分区进行分条处理。运行此命令后，将创建名为 /dev/md127 的新 RAID 设备。另请注意，如果这些数据磁盘之前是另一个已失效 RAID 阵列的一部分，则可能需要将 --force 参数添加到 mdadm 命令：
```
sudo mdadm --create /dev/md127 --level 0 --raid-devices 3 \
    /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1
```
在新 RAID 设备上创建文件系统

CentOS、Oracle Linux、SLES 12、openSUSE 和 Ubuntu
```
sudo mkfs -t ext4 /dev/md127
```
SLES 11
```
sudo mkfs -t ext3 /dev/md127
```
SLES 11 - 启用 boot.md 并创建 mdadm.conf
```
sudo -i chkconfig --add boot.md
sudo echo 'DEVICE /dev/sd*[0-9]' >> /etc/mdadm.conf
```
注释

在 SUSE 系统上进行这些更改后，可能需要重新启动。此步骤 SLES 12 上不需要。

将新文件系统添加到 /etc/fstab

重要

错误地编辑 /etc/fstab 文件可能会导致系统无法启动。如果没有把握，请参考分发的文档来获取有关如何正确编辑该文件的信息。另外，建议在编辑前备份 /etc/fstab 文件。

为新文件系统创建所需的装入点，例如：
```
sudo mkdir /data
```
编辑 /etc/fstab 时，应使用 UUID 来引用文件系统而不是设备名称。使用 blkid 实用工具确定新文件系统的 UUID：
```
sudo /sbin/blkid
...........
/dev/md127: UUID="aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee" TYPE="ext4"
```

在文本编辑器中打开 /etc/fstab 并添加新文件系统的条目，例如：

UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults  0  2

或 SLES 11：

/dev/disk/by-uuid/aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext3  defaults  0  2

然后，保存并关闭 /etc/fstab。

测试 /etc/fstab 条目是否正确：
```
sudo mount -a
```
如果此命令导致错误消息，请检查 /etc/fstab 文件中的语法。

接下来运行 mount 命令，以确保装载文件系统：
```
mount
.................
/dev/md127 on /data type ext4 (rw)
```
（可选）故障启动参数

fstab 配置

许多分发版包括可添加到 /etc/fstab 文件的 nobootwait 或 nofail 装载参数。这些参数允许在装载特定文件系统时发生故障，并允许 Linux 系统继续启动，即使无法正确装载 RAID 文件系统也是如此。有关这些参数的详细信息，请参阅分发的文档。

示例（Ubuntu）：
```
UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults,nobootwait  0  2
```
Linux 启动参数

除了上述参数，内核参数“bootdegraded=true”还可以允许系统启动，即使 RAID 被视为损坏或降级，例如，如果意外从虚拟机中删除了数据驱动器。默认情况下，这还可能导致不可启动的系统。

请参阅分发的文档，了解如何正确编辑内核参数。例如，在许多分发版（CentOS、Oracle Linux、SLES 11）中，这些参数可以手动添加到“/boot/grub/menu.lst”文件中。在 Ubuntu 上，可以将此参数添加到“/etc/default/grub”上的 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 变量。

TRIM/UNMAP 支持

某些 Linux 内核支持 TRIM/UNMAP 操作以放弃磁盘上未使用的块。这些作主要用于标准存储，以通知 Azure 已删除的页面不再有效，并且可以丢弃。如果创建大型文件，则放弃页面可以节省成本，然后删除它们。

注释

如果数组的区块大小设置为小于默认值（512KB），RAID 可能不会发出放弃命令。这是因为主机上的未映射粒度也是 512KB。如果通过 mdadm 的 --chunk= 参数修改了数组的区块大小，内核可能会忽略 TRIM/unmap 请求。

在 Linux VM 中有两种方法可以启用 TRIM 支持。与往常一样，请参考您的发行版以获得推荐的方法。

在 /etc/fstab 中使用 discard 作为装载选项，例如：

UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults,discard  0  2

在某些情况下，discard 选项可能会影响性能。此处，还可以从命令行手动运行 fstrim 命令，或将其添加到 crontab 以定期运行：

Ubuntu
```
# sudo apt-get install util-linux
# sudo fstrim /data
```
RHEL/CentOS
```
# sudo yum install util-linux
# sudo fstrim /data
```

通过