資料安全大作戰：Advantech 如何在麒麟系統上打造堅實的 RAID1 防線？

在現今數位化的世界裡，資料就像企業的命脈。無論是工廠的生產數據、醫療設備的病患資訊，或是智慧城市的監控影像，任何資料的遺失都可能帶來無法估量的損失。因此，確保資料的「安全」與「可靠」是我們 Advantech 始終關注的核心議題。

今天，我們要跟大家分享一個關於「資料鏡像備份」的實驗故事，主角是我們在特定專案中經常遇到的作業系統——麒麟系統，以及一種能有效提升資料可靠性的技術：RAID1。

什麼是 RAID1？為什麼它像資料的「雙胞胎」？
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想像一下，你有一份非常重要的文件，你擔心它會不見，最簡單的方法是什麼？就是「影印」一份，然後把兩份文件放在不同的地方。RAID1 的概念就跟這個很像！

RAID1，全名是 Redundant Array of Independent Disks Level 1，中文常稱為「磁碟陣列 1 級」或「鏡像模式 (Mirroring)」。它的原理非常直觀：將同一份資料完整地寫入到兩顆（或更多顆）硬碟上。就像照鏡子一樣，兩顆硬碟的內容會一模一樣。

這樣做有什麼好處呢？最主要的就是資料的冗餘與可靠性。如果其中一顆硬碟不幸發生故障，沒關係！因為另一顆硬碟裡還有一份完整的資料，系統可以立即切換到另一顆硬碟繼續運作，而不會中斷服務或遺失資料。這對於需要長時間穩定運行、不容許資料遺失的應用場景來說，RAID1 就像是為資料買了一份雙重保險。

當然，天下沒有白吃的午餐。RAID1 的代價是儲存空間會減少一半（因為你需要兩倍的硬碟來存同一份資料），而且寫入速度可能會受限於最慢的那顆硬碟。但對於那些「資料安全比空間或速度更重要」的應用來說，RAID1 絕對是個值得考慮的選項。

挑戰來了：在麒麟系統上設定 RAID1
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Advantech 的工程師們經常需要在各種不同的作業系統和硬體平台上進行技術驗證與整合。這次的挑戰是：如何在麒麟系統上成功設定並啟用軟體 RAID1？

軟體 RAID 是指不依賴特定的硬體 RAID 控制器，而是透過作業系統內建的功能來實現磁碟陣列。這提供了更高的彈性，但也可能遇到作業系統特定的配置問題。

我們的工程師在進行這項任務時，發現了一個有趣的「小插曲」。麒麟系統預設竟然將軟體 RAID 相關的模組列入了「黑名單」，這意味著系統啟動時不會自動載入這些必要的模組，直接進行 RAID 設定會遇到困難。

這就像你準備好所有工具要開始蓋房子，結果發現最重要的螺絲起子被鎖在一個你不知道的箱子裡！但別擔心，Advantech 的工程師最擅長解決這些「箱子」問題了！

實驗過程揭秘：一步步解鎖麒麟系統的 RAID 能力
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為了解決這個問題並成功在麒麟系統上建立 RAID1，我們的工程師進行了以下實驗步驟。這些步驟不僅展示了如何達成目標，也體現了我們在面對特定系統限制時，如何深入研究並找到解決方案的能力：

前提準備：

至少需要兩塊硬碟。其中一塊是系統盤，另一塊或多塊用於組建 RAID。
重要： 在安裝麒麟系統時，需要預留一部分磁碟空間，不指定文件系統或掛載點，保持為「空分區」。這是因為系統分區、啟動分區等不能直接用於組建 RAID。
解鎖 RAID 模組： 麒麟系統預設將軟體 RAID 模組（如 md）列入黑名單。需要編輯 /etc/modprobe.d/blacklist.conf 文件，將關於軟體 RAID 模組的黑名單設定移除或註解掉。
```
sudo vim /etc/modprobe.d/blacklist.conf
```
更新系統初始化環境： 修改黑名單後，需要更新 initrd（系統啟動時載入的初始化檔案系統），讓修改生效。
```
sudo update-initramfs -u
```
執行後重啟系統。
驗證模組載入： 重啟後，檢查 RAID 模組是否已成功載入。
```
lsmod | grep raid
```
如果看到相關模組（如 raid1、md_mod 等），表示成功。

正式組建 RAID1：

假設系統盤是 sda，備用盤是 sdb，並且在安裝系統時，我們預留了 sda7 和 sdb7 這兩個分區用於組建 RAID1。

對備用盤進行分區： 使用 fdisk 或其他分區工具，在備用盤 (sdb) 上建立與系統盤上預留分區 (sda7) 大小和數量一致的分區 (sdb7)。
```
# mkfs.ext4 /dev/sda7 # 格式化預留分區 (如果之前沒有)
# mkfs.ext4 /dev/sdb7 # 格式化備用盤分區
```
設定分區類型： 在 fdisk 中，將用於組建 RAID 的分區 (sda7, sdb7) 的分區類型設定為 Linux raid auto detect (類型碼為 fd)。
創建軟體 RAID 陣列： 使用 mdadm 命令創建 RAID1 陣列 /dev/md0。
```
mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sda7 /dev/sdb7
```
- -C /dev/md0: 創建新的陣列設備 /dev/md0。
- -a yes: 自動創建設備文件。
- -l 1: 設定 RAID 級別為 1 (RAID1)。
- -n 2: 指定陣列由 2 個活動設備組成。
- -x 1: 指定陣列由 1 個備用設備組成 (這裡 /dev/sdb7 既是活動設備也是潛在的備用設備，命令參數的組合方式)。
- /dev/sda7 /dev/sdb7: 指定用於組建陣列的分區。
```
sudo update-initramfs -u
```

格式化並掛載 RAID 陣列： RAID 陣列 /dev/md0 創建成功後，它就像一個新的硬碟設備，需要進行格式化才能使用。

# mdadm --detail /dev/md0 | grep -i uuid # 查看陣列的 UUID
# vim /etc/mdadm/mdadm.conf # 將陣列配置寫入 mdadm.conf (通常 mdadm 會自動處理)
# mkfs.xfs /dev/md0 # 格式化陣列，這裡使用 xfs 文件系統 (也可以使用 ext4 等)

查看陣列的全局 UUID： 獲取格式化後 /dev/md0 的唯一識別碼，用於設定開機自動掛載。
```
blkid /dev/md0
```
設定開機自動掛載： 編輯 /etc/fstab 文件，將 /dev/md0 陣列設定為系統啟動時自動掛載到指定目錄（例如 /data）。使用陣列的全局 UUID 來指定設備，這樣即使設備名稱改變，系統也能正確識別。
```
# vim /etc/fstab
```
在文件中加入類似以下的一行（請替換為實際的 UUID 和掛載選項）：
```
UUID="這裡填入/dev/md0的全局UUID" /data xfs defaults 0 0
```
創建掛載點目錄並測試掛載：
```
# mkdir /data
# mount -a # 測試掛載 fstab 中的所有項目
```
測試： 將資料寫入 /data 目錄，然後模擬其中一塊硬碟故障，檢查資料是否仍然可讀寫，以及陣列狀態是否正確顯示。