目录前言一、服务器硬件及RAID配置1.1 RAID概述1.2常见的RAID等级1.2.1 RAID 0条带化1.2.2 RAID 1镜像1.2.3 RAID 5带奇偶校验的条带化1.2.4 RAID 10RAID 101.3 RAID的应用场景建议1.4创建软RAID磁盘阵列实操1.4.1创建软RAID 51.4.1.1检查是否已安装mdadm软件包1.4.1.2使用fdisk工具进行分区1.4.1.3创建RAID 51.4.1.4查看RAID磁盘详细信息1.4.1.5检查磁盘是否做RAID1.4.1.6创建并挂载文件系统1.4.1.7故障恢复实验1.4.1.8创建/etc/mdadm.conf 配置文件方便管理软RAID 5的配置1.4.2创建软RAID 101.4.2.1使用fdisk工具进行分区1.4.2.2创建RAID 10先做镜象再做条带1.4.2.3 RAID 10相关信息1.4.2.4创建并挂载文件系统二、系统管理2.1Linux 系统引导过程2.1.1开机自检2.1.2 MBR 引导2.1.3 GRUB 引导菜单2.1.4加载 Linux 内核2.1.5 init 进程初始化2.2 Systemd服务管理2.2.1 Systemd 的优点2.2.2运行级别与 Systemd 目标2.2.3设置与切换运行级别2.2.4服务管理2.3 chkconfig 命令总结前言本实验旨在通过实操演练掌握Linux软RAID的配置与Systemd服务管理两大核心运维技能。实验第一部分基于mdadm工具完成RAID 5和RAID 10的创建、挂载及故障模拟验证磁盘阵列的容错与热备机制第二部分围绕系统引导流程与Systemd服务管理实践运行级别切换、服务启停及开机自启配置等日常操作。一、服务器硬件及RAID配置1.1 RAID概述RAID独立冗余磁盘阵列是一种将多块硬盘组合成 一个逻辑存储单元的技术。通过特定的数据分布算法和冗余机制RAID能够在不同程度上实现以下目标1.提高性能通过并行读写操作提升整体速度2.提高可靠性通过数据冗余如镜像或奇偶校验实现容错3.扩大容量将多块硬盘合并为一个更大的逻辑卷。1.2常见的RAID等级1.2.1 RAID 0条带化特点数据分块后分布在多块硬盘上。优点读写性能提升显著。缺点没有冗余一块硬盘损坏会导致全部数据丢失。使用场景对性能要求高但数据安全要求低的环境如临时缓存、游戏盘。要求:最少需要两块磁盘不校验不存储镜像。图1.11.2.2 RAID 1镜像特点两块硬盘存储完全相同的数据副本。优点高可靠性一块盘损坏可自动切换到另一块。缺点存储利用率仅50%成本较高。使用场景重要数据存储如数据库系统、服务器系统盘。图1.21.2.3 RAID 5带奇偶校验的条带化特点数据和奇偶校验信息分布在所有磁盘上。优点在提升性能的同时提供一定的容错能力可容忍一块盘损坏。缺点写入速度略低于RAID 0重建时间长。使用场景常用于企业文件服务器和网络存储NAS。图1.31.2.4 RAID 10RAID 10特点先做镜像RAID 1再条带化RAID 0。优点兼顾性能与可靠性。缺点至少需要4块硬盘成本较高。使用场景数据库、高性能服务器。图1.41.3 RAID的应用场景建议应用场景推荐级别说明高速临时存储RAID 0强调速度不关心数据安全系统盘/数据安全高RAID 1提供镜像冗余文件服务器RAID 5平衡性能与安全高性能数据库RAID 10综合性能与可靠性1.4创建软RAID磁盘阵列实操1.4.1创建软RAID 51.4.1.1检查是否已安装mdadm软件包检查 rpm -q mdadm若没有安装用 yum install -y mdadm 安装图1.5检查后发现已安装 mdadm软件包1.4.1.2使用fdisk工具进行分区使用fdisk.工具将新磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde划分出主分区sdb1、sdc1、sdd1、sde1 并且把分区类型的ID标记号改为fd”图1.61.4.1.3创建RAID 5常用命令-C:表示新建;-v:显示创建过程中的详细信息。/dev/md0:创建RAID5的名称。-ayes:--auto表示如果有什么设备文件没有存在的话就自动创建可省略。-1:指定RAID的级别15表示创建RAID5。.-n:指定使用几块硬盘创建RAID, n3表示使用3块硬盘创建RAID。/dev/sd [bcd]1:指定使用这3块磁盘分区去创建RAID。-x:指定使用几块硬盘做RAID的热备用盘x1表示保留1块空闲的硬盘作备用/dev/sde1:指定用作于备用的磁盘mdadm -C -v /dev/md0 -a yes -l5 -n3 /dev/sd[bcd]1 -x1 /dev/sde1图1.71.4.1.4查看RAID磁盘详细信息cat /proc/mdstat或者mdadm -D /dev/md0图1.81.4.1.5检查磁盘是否做RAIDmdadm -E /dev/sd[b-e]1图1.91.4.1.6创建并挂载文件系统mkfs.xfs /dev/md0cd /optmkdir /myraid5mount /dev/md0 /opt/myraid5df -h图1.101.4.1.7故障恢复实验mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1#模拟/dev/sdb1故障mdadm -D /dev/md0#查看发现sde1已顶替sdb1图1.111.4.1.8创建/etc/mdadm.conf配置文件方便管理软RAID 5的配置echo DEVICE /dev/sdc1 /dev/sdb1 /dev/sdd1 /dev/sde1 /etc/mdadm.confmdadm --detail --scan /etc/mdadm.conf图1.121.4.2创建软RAID 101.4.2.1使用fdisk工具进行分区与创建软 RAID 5的方式一样1.4.2.2创建RAID 10先做镜象再做条带mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[bc]1mdadm -Cv /dev/md1 -l1 -n2 /dev/sd[de]1mdadm -Cv /dev/md10 -l0 -n2 /dev/md0 /dev/md1图1.131.4.2.3 RAID 10相关信息检查RAID 10的信息和检查磁盘是否做RAID 如上述RAID 5的步骤1.4.2.4创建并挂载文件系统mkfs.xfs /dev/md10cd /optmkdir /myraid10mount /dev/md10 /opt/myraid10df -h图1.14其余测试和步骤与软RAID 5的方式一样二、系统管理2.1Linux系统引导过程2.1.1开机自检过程系统开机后通过BIOS对CPU、内存、显卡、键盘等硬件设备进行初步检测检测成功后根据BIOS设置的启动顺序系统会选择一个设备硬盘、光驱、U盘等进行引导。总结检测到第一个能够启动的设备如硬盘或光驱、U盘。2.1.2MBR引导过程如果从硬盘启动系统会从硬盘的第一个扇区加载MBR主引导记录并通过MBR启动菜单如GRUB选择操作系统启动。总结从硬盘的MBR引导程序启动运行GRUB引导加载器。2.1.3GRUB引导菜单过程GRUBGRand Unified Bootloader是Linux常用的多重操作系统引导程序。GRUB会显示启动菜单用户选择启动项后加载操作系统的内核文件并将控制权交给内核。总结GRUB引导程序读取/boot/grub2/grub.cfg文件加载并启动操作系统内核。2.1.4加载Linux内核过程内核文件是一个预编译的二进制文件介于硬件与系统程序之间负责管理硬件资源和系统进程。总结将内核文件和镜像文件加载到内存。2.1.5init进程初始化过程内核加载后会启动系统的初始化进程/sbin/init该进程负责进一步的系统初始化工作如加载硬件驱动、启动系统服务最终等待用户登录。总结内核加载并启动init进程完成系统的初始化。2.2 Systemd服务管理2.2.1Systemd的优点并行启动服务与传统的SysVinit相比Systemd支持并行启动多个服务从而加速系统启动过程。按需启动服务Systemd可以按需启动服务避免了启动不必要的服务提高了系统的效率。总结Systemd改善了系统的启动速度和服务管理效率解决了SysVinit启动慢和脚本复杂的问题。2.2.2运行级别与Systemd目标在Linux系统中运行级别runlevel定义了系统的运行状态。Systemd通过目标target来代替传统的运行级别。以下是常见的运行级别与对应的Systemd目标运行级别RunlevelSystemd目标Target说明0重poweroff.target关机1rescue.target单用户模式2、3、4重multi-user.target多用户模式5重graphical.target图形化界面6重reboot.target重启0系统停机模式系统默认运行级别不能设置为0否则不能正常启动机器关的1单用户模式root权限用于系统维护禁止远程登录只能通过实机进去该模式的进入方式百度操作即可就像windows下的安全模式登录进入单用户模式的时候root不需要密码就可以登录所以在此模式下可以修改root密码2多用户模式没有NFS和网络支持3完整的多用户文本模式有NFS和网络登录后进入控制台命令行模式4系统未使用保留一般不用在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电池用尽时可以切换到这个模式来做一些设置5图形化模式登录后进入图形GUI模式X windows系6重启模式默认运行级别不能设为6否则不能正常启动。运行init6机器就会重启。2.2.3设置与切换运行级别1.查看当前默认目标systemctl get-default图2.12.设置默认目标systemctl set-default multi-user.target图2.23.切换到指定目标systemctl isolate graphical.target图2.32.2.4服务管理启用服务开机启动systemctl starthttpd #启动服务systemctl enable httpd #启用服务开机启动图2.4查看服务的开机启动状态systemctl is-enabled httpd图2.5禁用服务开机启动systemctl disable httpd图2.6列出所有已启用的服务systemctl list-unit-files |grepenabled图2.7查看系统中所有已激活的服务systemctl list-units--typeservice图2.8修改主机名hostnamectl set-hostname 新主机名homename主机名 #临时修改主机名hostname szh 并查看 hostnamectl图2.9查看服务状态systemctl status sshd#查看服务是否在运行并显示详细状态信息 如systemctl status httpd图2.10停止服务的运行systemctl stop sshd如关闭防火墙服务systemctl stop firewalld图2.11启动服务systemctl start sshd重启服务systemctl restart sshd重新加载服务配置systemctl reload sshd图2.122.3chkconfig命令chkconfig是一个用于查看和配置服务是否在特定运行级别下启动的工具。常用命令如下查看服务状态chkconfig--listhttpd添加服务到系统chkconfig--addhttpd设置服务在特定级别下启动chkconfig--level 35httpd总结本实验完整演示了在Linux系统下通过软RAID技术实现磁盘容错与性能优化并系统梳理了Linux引导流程与Systemd服务管理体系。在RAID部分实验依次完成了RAID 5带热备盘与RAID 10的创建、文件系统格式化、自动挂载配置并通过模拟硬盘故障验证了热备盘自动顶替的容灾机制。在系统管理部分文档清晰对比了SysVinit与Systemd的差异详细列举了运行级别与systemd目标的对应关系并通过systemctl和chkconfig命令演示了服务启停、开机自启、状态查看及主机名修改等日常运维操作。