如何在 Debian 12 上透過命令列設定 RAID 1 陣列

此過程在 Debian 12 (Bookworm) 上建立軟體 RAID 1 資料陣列mdadm，將組裝好的裝置格式化為 ext4 檔案系統，並將其持久掛載。此程序假定 Debian 已安裝在單獨的系統磁碟上，且兩個 RAID 磁碟均未使用。以下命令僅為範例；設備名稱和大小必須在您要設定的伺服器上進行核對。

資料遺失警告：分割區和格式化操作可能會損壞資料。請勿在包含重要文件的磁碟上執行這些命令。 RAID 1 僅鏡像寫入操作；它不能取代獨立備份，也無法防止刪除、檔案系統損壞、竊取或惡意軟體同時更改兩個副本。

開始之前：請確認目標磁碟。

sudo必須擁有 root 權限，或在每次執行管理指令前使用 root 權限。
使用兩塊獨立的硬碟，理想情況下，兩塊硬碟的容量應相等或相近。陣列的可用容量受限於容量較小的那塊硬碟。
將作業系統、開機載入程式和 EFI 系統分割區置於此資料陣列過程之外。
備份重要數據，並確認兩個目標磁碟均未掛載或正在使用。

本文所使用的工具來自 Debian 12 Bookworm。 `mdadm`、`sgdisk` 和 `update-initramfs` 的具體行為mdadm已sgdisk在Debian Bookworm 的 `mdadm` 手冊、`sgdisk` 手冊和`update-initramfs` 手冊update-initramfs中進行了詳細說明。如果您的已安裝軟體套件有所不同，請查閱這些版本相關的參考文件。

如何在 Debian 12 上設定 RAID 1

1. 識別磁碟並檢查它們是否未使用。

首先建立唯讀庫存：

lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS,MODEL,SERIAL
findmnt

在下面的範例中，/dev/sda`<system>` 是 Debian 系統盤，而 `<data>`/dev/sdb和/dev/sdc`<data>` 是空白的 2TB 資料盤。您的磁碟名稱可能有所不同。請符合磁碟的大小、型號、序號、檔案系統和掛載點；不要僅憑磁碟/dev/sdX名稱來識別磁碟。若要取得持久的標識符，請檢查ls -l /dev/disk/by-id/每個連結並將其與 `<system>` 命令列印的序號關聯起來lsblk。

lsblk 指令的終端機視圖，列出了系統磁碟和兩個未使用的資料磁碟。 — lsblk 指令的終端輸出範例：系統磁碟已掛載，而兩個獨立的資料磁碟則沒有檔案系統或掛載點。請在繼續操作前，在您的伺服器上確認這些資訊。

2. 在每個空白磁碟上建立一個 Linux RAID 分割區

對於已確認為空的磁碟，在可用空間上建立 GPT 分割區，並將其標記為 Linux RAID。以下fd00是 sgdisk 用於 Linux RAID 的簡寫程式碼：

sgdisk --new=1:0:0 --typecode=1:fd00 /dev/sdb
sgdisk --new=1:0:0 --typecode=1:fd00 /dev/sdc
partprobe /dev/sdb /dev/sdc
udevadm settle
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS /dev/sdb /dev/sdc

將範例磁碟名稱替換為兩個已驗證的目標磁碟名稱。--new=1:0:0此操作會指示 sgdisk 透過可用空間分配分割區 1。如果選擇包含現有資料的磁碟，則分割區表編輯操作會破壞現有資料。如果 sgdisk 報告存在現有佈局、意外分區或不明錯誤，請停止操作並進行調查，而不是強制變更。確認新分割區（通常為 1/dev/sdb1和 2 /dev/sdc1）存在且大小大致相同。

終端機顯示 sgdisk 在每個資料磁碟上建立一個 Linux RAID 分割區。 — 下圖展示了 sgdisk 命令將 Linux RAID 分割區寫入兩個選取資料磁碟的終端視圖。分割區操作會變更磁碟元數據，因此必須僅針對已驗證的空磁碟機進行操作。

3. 安裝 mdadm 和 GPT 分割區工具

更新軟體包索引並安裝所需命令：

apt update
apt install mdadm gdisk

該gdisk軟體包提供所需內容sgdisk。在接受軟體套件管理器提出的更改之前，請仔細審查這些更改，尤其是在生產主機上。

在 Debian Bookworm 系統上，使用 apt 安裝 mdadm 和 gdisk 的終端視圖。 — apt 從 Debian Bookworm 軟體倉庫安裝 mdadm 和 gdisk 的終端機範例視圖。

4. 建立雙磁碟 RAID 1 陣列

請使用分割設備（而非整個磁碟）作為陣列成員。/dev/disk/by-id/…-part1如果可用，請替換為您已驗證的穩定路徑；以下範例使用簡短名稱以保持其可讀性：

mdadm --create /dev/md0 \
  --metadata=1.2 --level=1 --raid-devices=2 \
  /dev/sdb1 /dev/sdc1

--level=1選擇鏡像，--raid-devices=2設定兩個成員，並明確指定元資料版本 1.2。建立陣列時會寫入 RAID 元資料並啟動同步。如果 mdadm 警告某個成員包含現有 RAID 元資料或您無法解釋的數據，請勿繼續。請勿使用--force快捷方式進行響應。

mdadm 指令的終端視圖，用於建立雙設備 RAID 1 陣列。 — 這是使用 mdadm --create 命令建立雙磁碟 RAID 1 陣列的終端範例。圖中顯示的設備名稱僅為範例，並非實際磁碟名稱。

5. 監控同步狀況並驗證兩位成員

檢查進度和陣列的目前狀態：

cat /proc/mdstat
mdadm --detail /dev/md0

在初始同步期間，/proc/mdstat可能會顯示重新同步百分比和預計時間；請等待同步完成，然後再將鏡像視為完全同步。一個典型的已完成的雙成員陣列會顯示“已[2/2] [UU]同步”，表示兩個預期成員槽位都已存在；同時，mdadm --detail應該列出兩個活動設備並報告狀態為“乾淨”。這些指標描述的是陣列當時的健康狀況；它們並非備份檢查，也不能保證任何實體磁碟始終保持健康。

終端視圖 /proc/mdstat 和 mdadm --detail 顯示有兩個活動的 RAID 1 成員。 — /proc/mdstat 和 mdadm --detail 的終端輸出範例。一個正常的雙成員陣列通常會顯示兩個成員都處於活動狀態，且輸出為 [2/2] [UU]；請在主機上查看即時輸出。

6. 儲存陣列定義以便在啟動時進行彙編。

請向 mdadm 詢問陣列定義：

mdadm --detail --scan /dev/md0

檢查傳回的行，並使用編輯器ARRAY將該行精確新增至 ` <mdadm.conf>` 檔案中，同時保留所有現有的陣列項目。避免盲目地追加重複的副本。 Debian 的 ` mdadm.conf` 手冊中記錄了此檔案以及陣列定義如何支援彙編。在標準的 Debian 安裝中使用 initramfs-tools 後，更改配置後需要重新建置 initramfs：/etc/mdadm/mdadm.conf

update-initramfs -u

此操作會更新現有的 initramfs 映像，不會建立陣列備份。如果此系統使用不同的 initramfs 框架或非標準啟動設置，請依照該框架的文件更新步驟進行操作。

mdadm 陣列配置發現的終端視圖，然後執行 update-initramfs。 — 使用 mdadm --detail --scan 和 initramfs 更新指令發現的 ARRAY 條目的終端機範例視圖。

7. 建立檔案系統並掛載組裝好的陣列

只有在確認這/dev/md0是新的陣列之後，才能在該裝置上建立 ext4 檔案系統：

mkfs.ext4 /dev/md0
mkdir -p /srv/raid1
mount /dev/md0 /srv/raid1
blkid /dev/md0

mkfs.ext4擦除目標設備上的檔案系統資料。請在已組裝的陣列設備上執行此命令，而不是在 `<filename>`/dev/sdb1或 `<filename> ` 設備上運行/dev/sdc1；直接格式化成員會繞過鏡像。複製 `<filename>` 列印的檔案系統 UUID blkid，然後在 `<filename>` 檔案中新增以下行/etc/fstab，並將佔位符替換為實際的 UUID：

UUID=YOUR-FILESYSTEM-UUID /srv/raid1 ext4 defaults 0 2

使用檔案系統 UUID 可以避免依賴 Linux 發現磁碟的順序。最後，2它會啟用 ext 檔案系統的正常輔助檔案系統檢查順序。如果您選擇nofail掛載選項以便在儲存不可用時啟動仍能繼續，請確保在陣列不存在時，服務不會寫入裸掛載點目錄。

使用 ext4 格式化 /dev/md0 並將其掛載到 /srv/raid1 的終端視圖。 — 圖示為在組裝好的陣列設備上建立 ext4 檔案系統並將其掛載到 /srv/raid1 的終端視圖。格式化會擦除現有的檔案系統資料。

8. 測試掛載配置並規劃受控重啟

在不重新啟動的情況下檢查 fstab 條目，然後驗證產生的掛載點和 RAID 狀態：

mount -a
findmnt /srv/raid1
df -hT /srv/raid1
cat /proc/mdstat
mdadm --detail /dev/md0

findmnt應該顯示/dev/md0已掛載/srv/raid1到預期檔案系統。如果未顯示，請/etc/fstab在重新啟動前進行修正；拼字錯誤可能會導致啟動中斷或掛載點遺失。檢查通過後，安排一次受控重啟，並在重啟後重複掛載點和 RAID 檢查。本文並不保證已對特定伺服器進行重新啟動測試。

終端視圖顯示 fstab UUID 項目，findmnt 指令確認 RAID 掛載。 — fstab 和 findmnt 中的檔案系統 UUID 條目的終端機範例視圖，顯示 /dev/md0 掛載在 /srv/raid1。

快速查核清單

目標正確：序號/型號和掛載檢查確認所選資料磁碟是預期的未使用磁碟機。
分區：兩個成員分區都存在，大小相似。
陣列健康狀況： /proc/mdstat顯示[UU]同步後兩個成員均存在，並mdadm --detail報告有兩個活動設備。
檔案系統和掛載點： findmnt /srv/raid1顯示陣列支援的設備和預期路徑上的預期檔案系統。
持久性：陣列定義保存在/etc/mdadm/mdadm.conf，檔案系統 UUID 保存在/etc/fstab，計劃重新啟動確認兩者都已組裝並掛載。

局限性和恢復注意事項

RAID 1 會在每個成員上保留已寫入資料區塊的副本，因此單一成員的故障會導致陣列降級運作。但這並不意味著所有應用程式都能正常運作，或者所有故障都能在不停機的情況下處理。請監控機器並及時處理磁碟或陣列警報。在更換故障磁碟之前，請使用mdadm --detail /dev/md0穩定的裝置識別碼來確定受影響的成員。替換磁碟通常至少需要與現有成員一樣大，且分割區與陣列相符；添加正確標識的替換分割區mdadm --add /dev/md0 /dev/REPLACEMENT_PARTITION後，將啟動重建程序。在運行任何恢復命令之前，請仔細驗證設備標識，並監控重建過程，直到兩個成員都恢復正常狀態。

請勿使用此資料卷指南來鏡像 Debian 根檔案系統。可啟動的根 RAID 設定對 EFI 系統分割區、引導程式安裝、initramfs 內容以及復原測試都有額外要求。同樣，請勿將健康的鏡像視為獨立副本：請維護一個單獨的、版本化的備份，並測試從該備份還原檔案。有關 Debian 軟體 RAID 的一般管理，請參閱Debian SoftwareRAID 文件以及上面連結的 Bookworm 版本化手冊。