RAID 与 Swap 管理

本文涵盖三个关键的存储管理主题：使用 mdadm 创建和管理软件 RAID 阵列、创建和调优 Swap 空间，以及使用 XFS 磁盘配额控制磁盘使用。

软件 RAID 基础 (mdadm)

RAID 级别概述

RAID 级别	最少磁盘数	冗余	可用空间	适用场景
RAID 0	2	无	N x 磁盘大小	高性能、非关键数据
RAID 1	2	镜像	1 x 磁盘大小	系统盘、关键数据
RAID 5	3	单盘容错	(N-1) x 磁盘大小	通用存储
RAID 10	4	镜像+条带	N/2 x 磁盘大小	数据库、高 IOPS

安装 mdadm

sudo dnf install mdadm -y

准备磁盘

在创建 RAID 阵列之前，确认磁盘没有现有分区：

lsblk

lsblk -f /dev/sdb /dev/sdc
sudo blkid /dev/sdb /dev/sdc

sudo wipefs -a /dev/sdb
sudo wipefs -a /dev/sdc

创建 RAID 1（镜像）

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc

cat /proc/mdstat

sudo mdadm --detail /dev/md0

创建 RAID 5

sudo mdadm --create /dev/md1 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

创建 RAID 10

sudo mdadm --create /dev/md2 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

格式化并挂载 RAID 阵列

sudo mkfs.xfs /dev/md0

sudo mkdir -p /mnt/raid
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid

echo '/dev/md0 /mnt/raid xfs defaults 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

保存 RAID 配置

mdadm 配置必须保存，否则重启后阵列可能无法自动组装：

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

sudo dracut --force

监控 RAID 阵列

cat /proc/mdstat

sudo mdadm --detail /dev/md0

sudo mdadm --monitor --mail=admin@example.com --delay=300 /dev/md0 --daemonise

也可以通过 systemd 自动监控：

sudo systemctl enable mdmonitor
sudo systemctl start mdmonitor

模拟磁盘故障与重建

sudo mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdc

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

sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdc

sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdf

watch cat /proc/mdstat

添加热备盘

sudo mdadm --manage /dev/md0 --add-spare /dev/sdg

当阵列中有磁盘故障时，热备盘会自动加入重建。

Swap 管理

Swap 空间在物理内存不足时提供额外的虚拟内存。可以通过交换分区或交换文件来实现。

查看当前 Swap 状态

free -h

swapon --show

创建 Swap 文件

从 EL 8 开始，推荐使用 Swap 文件而非 Swap 分区，更加灵活：

sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=4096

sudo chmod 600 /swapfile

sudo mkswap /swapfile

sudo swapon /swapfile

swapon --show
free -h

echo '/swapfile none swap defaults 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

创建 Swap 分区

如果需要使用专用分区作为 Swap：

sudo fdisk /dev/sdb

在 fdisk 中执行：n 创建新分区，t 修改类型为 82（Linux swap），w 保存。

sudo mkswap /dev/sdb1

sudo swapon /dev/sdb1

echo '/dev/sdb1 none swap defaults 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

调整 Swap 大小

增大 Swap 文件

sudo swapoff /swapfile

sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=8192
sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile

删除 Swap

sudo swapoff /swapfile
sudo rm /swapfile

记得同时从 /etc/fstab 中移除对应的行。

Swappiness 调优

vm.swappiness 参数控制内核使用 Swap 的倾向（0-100）：

0 — 尽可能避免使用 Swap（仅在内存极度不足时使用）
10 — 适合数据库服务器，减少 Swap 使用
60 — 系统默认值
100 — 积极使用 Swap

cat /proc/sys/vm/swappiness

sudo sysctl vm.swappiness=10

echo 'vm.swappiness=10' | sudo tee -a /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf
sudo sysctl -p /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf

推荐值：

场景	swappiness
数据库服务器	10
Web 服务器	10-30
桌面系统	60
内存充足的服务器	1-10

XFS 磁盘配额 (xfs_quota)

磁盘配额用于限制用户或组在文件系统上的磁盘使用量。

启用 XFS 配额

需要在挂载时启用配额支持：

sudo vi /etc/fstab

将挂载选项修改为包含 uquota,gquota：

/dev/md0 /mnt/data xfs defaults,uquota,gquota 0 0

sudo umount /mnt/data
sudo mount /mnt/data

或者不卸载直接重新挂载：

sudo mount -o remount,uquota,gquota /mnt/data

查看配额状态

sudo xfs_quota -x -c 'report -h' /mnt/data

sudo xfs_quota -x -c 'report -u -h' /mnt/data

sudo xfs_quota -x -c 'report -g -h' /mnt/data

设置用户配额

sudo xfs_quota -x -c 'limit bsoft=5g bhard=10g testuser' /mnt/data

bsoft — 软限制（可暂时超过，超过后有宽限期）
bhard — 硬限制（绝对不可超过）

sudo xfs_quota -x -c 'limit isoft=10000 ihard=15000 testuser' /mnt/data

设置组配额

sudo xfs_quota -x -c 'limit -g bsoft=50g bhard=100g devteam' /mnt/data

查看特定用户配额

sudo xfs_quota -x -c 'quota -u -h testuser' /mnt/data

设置宽限期

sudo xfs_quota -x -c 'timer -u 7d' /mnt/data

最佳实践

RAID 不是备份 — RAID 只提供冗余，不能替代数据备份
监控 RAID 状态 — 定期检查阵列健康，启用邮件告警
配置热备盘 — 关键阵列应配置热备盘以实现自动重建
合理规划 Swap — 通常建议 Swap 大小为物理内存的 1-2 倍（最大不超过 8GB）
调优 swappiness — 数据库和高性能场景应降低 swappiness 值
使用配额防止磁盘满 — 多用户环境下配置磁盘配额避免单一用户占满空间