在 Linux 上設定軟體 RAID

發行項
02/02/2017

在 Azure 的 Linux 虛擬機器上使用軟體 RAID，以單一 RAID 裝置的形式顯示多個連接的資料磁碟，這種案例很常遇到。相較於只使用單一磁碟，這通常可用來提高效能並允許增加輸送量。

連接資料磁碟

設定 RAID 裝置需要兩個以上的空白資料磁碟。建立 RAID 裝置的主要原因是要提升磁碟 IO 效能。根據 IO 需求，您可以選擇連接儲存在標準儲存體且一個磁碟最多具有 500 IO/ps 的磁碟，或進階儲存體且一個磁碟最多具有 5000 IO/ps 的磁碟。本文不會詳細說明如何佈建資料磁碟以及將其連接至 Linux 虛擬機器。請參閱 Microsoft Azure 文章連接磁碟，取得如何在 Azure 上將空白資料磁碟連接至 Linux 虛擬機器的詳細指示。

重要

請勿混合不同大小的磁碟，這樣做會導致 raidset 的效能限制為最慢的磁碟。

安裝 mdadm 公用程式

Ubuntu

sudo apt-get update
sudo apt-get install mdadm

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

建立磁碟分割

在本範例中，我們會在 /dev/sdc 上建立單一磁碟分割。新磁碟分割的名稱會是 /dev/sdc1。

啟動 fdisk 開始建立磁碟分割

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').

出現提示時請按 'n'，以建立新的磁碟分割：
```
Command (m for help): n
```

接著，請按 'p' 以建立主要磁碟分割：

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

按 '1' 以選取磁碟分割編號 1：
```
Partition number (1-4): 1
```
選取新磁碟分割的起始點，或按 <enter> 接受預設值，將磁碟分割置於磁碟機上可用空間的開始位置：
```
First cylinder (1-1305, default 1):
Using default value 1
```
選取磁碟分割的大小，例如，輸入 '+10G' 以建立 10 GB 的磁碟分割。或者，按 <enter> 建立跨越整個磁碟機的單一磁碟分割：
```
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1305, default 1305): 
Using default value 1305
```
接著，將磁碟分割的 ID 和類型 ( t) 從預設的 ID '83' (Linux) 變更為 ID 'fd' (Linux raid auto)：
```
Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): fd
```
最後，將磁碟分割資料表寫入磁碟機並結束 fdisk：
```
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
```

建立 RAID 陣列

下列範例將「分割」(RAID 層級 0) 位於三個不同資料磁碟 (sdc1、sdd1、sde1) 的三個磁碟分割。執行此命令之後，即會建立一個名為 /dev/md127 的新 RAID 裝置。同時請注意，如果這些資料磁碟先前是另一個無用 RAID 陣列的一部分，則您可能需要在 mdadm 命令中加上 --force 參數：
```
sudo mdadm --create /dev/md127 --level 0 --raid-devices 3 \
    /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1
```
在新的 RAID 裝置上建立檔案系統

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

在 SUSE 系統上進行這些變更之後，可能需要重新開機。針對 SLES 12，這在並非必要步驟。

將新的檔案系統新增至 /etc/fstab

重要

不當編輯 /etc/fstab 檔案會導致系統無法開機。如果不確定，請參閱散發套件的文件，以取得如何適當編輯此檔案的相關資訊。在編輯之前，也建議先備份 /etc/fstab 檔案。

建立新檔案系統所需的掛接點，例如：
```
sudo mkdir /data
```
編輯 /etc/fstab 時，應使用 UUID (而非使用裝置名稱) 來參考檔案系統。使用 blkid 公用程式來決定新檔案系統的 UUID：
```
sudo /sbin/blkid
...........
/dev/md127: UUID="aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee" TYPE="ext4"
```

在文字編輯器中開啟 /etc/fstab，並為新檔案系統新增項目，例如：

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

或者，在 SLES 11 上：

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

接著，儲存並關閉 /etc/fstab。

測試 /etc/fstab 項目是否正確：
```
sudo mount -a
```
如果此命令會產生錯誤訊息，請檢查 /etc/fstab 檔案中的語法。

接下來，執行 mount 命令，以確保已掛接檔案系統：
```
mount
.................
/dev/md127 on /data type ext4 (rw)
```
(選擇性) 保全開機參數

fstab 組態

許多散發套件包含 nobootwait 或 nofail 掛接參數，可加入至 /etc/fstab 檔案。這些參數容許發生掛接特定檔案系統失敗，並容許 Linux 系統繼續開機，即使它無法正確地掛接 RAID 檔案系統。請參閱散發套件的文件，以取得這些參數的相關資訊。

範例 (Ubuntu)：
```
UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults,nobootwait  0  2
```
Linux 開機參數

除了上述參數之外，即使 RAID 看起來已損壞或效能不佳，核心參數 "bootdegraded=true" 仍可讓系統開機，例如，將資料磁碟機從虛擬機器中不當移除。依預設，這也會造成無法開機的系統。

請參閱散發套件的文件，以取得如何正確編輯核心參數的相關資訊。例如，在許多散發套件 (CentOS、Oracle Linux、SLES 11) 中，可手動將這些參數加入至 "/boot/grub/menu.lst" 檔案。在 Ubuntu 上，可將此參數加入至 "/etc/default/grub" 上的 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 變數。

TRIM/UNMAP 支援

有些 Linux 核心會支援 TRIM/UNMAP 作業以捨棄磁碟上未使用的區塊。這些作業主要是在標準儲存體中相當實用，可用來通知 Azure 已刪除的頁面已不再有效而可予以捨棄。如果您建立大型檔案，然後再將它們刪除，捨棄頁面可以節省成本。

注意

如果陣列的區塊大小設定為小於預設值 (512KB)，則 RAID 可能不會發出捨棄命令。這是因為主機上的 unmap 細微度也是 512KB。如果您透過 mdadm 的 --chunk= 參數修改陣列的區塊大小，則核心可能會忽略 TRIM/unmap 要求。

有兩種方式可在 Linux VM 中啟用 TRIM 支援。像往常一樣，請參閱您的散發套件以了解建議的方法︰

在 /etc/fstab 中使用 discard 掛接選項，例如：

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

在某些情況下，discard 選項可能會影響效能。或者，您也可以從命令列手動執行 fstrim 命令，或將它新增到 crontab 來定期執行︰

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