如何為伺服器系統碟配置軟體 RAID 1 備援

你可以使用軟體 RAID 1 鏡像伺服器的系統碟，並在單一磁碟發生故障後，依然讓伺服器維持運作並繼續啟動。如此一來，作業系統就會以兩份完全相同的副本存在，分別位於兩顆磁碟上。在 Linux 上，你將使用 mdadm；在 Windows Server 上，你將使用「磁碟管理」。本指南將帶你了解前提條件、如何在兩種平台上配置軟體 RAID 1、如何驗證鏡像在故障後確實能夠啟動，以及如何透過日常維護來保持其健康狀態。在變更任何 RAID 設定之前，請先備份伺服器。要把鏡像視為一項持續承擔的責任，而不是一次性完成的任務。

前提條件與工具

硬體與軟體需求

RAID 1 透過在兩顆或更多磁碟之間精確鏡像資料，提供完整的資料備援。如果其中一顆磁碟發生故障，另一顆就會接手。對於系統碟而言，這表示作業系統能夠在單碟損壞後繼續存活，伺服器也能繼續啟動。

在你配置軟體 RAID 1 之前，請確認你擁有兩顆相同或規格接近的磁碟。容量不匹配會浪費較大磁碟上的空間，因為鏡像容量只能與較小成員碟保持一致。檢查你的 Linux 發行版是否內建 mdadm，或者你的 Windows Server 版本是否支援在「磁碟管理」中建立鏡像磁碟區。提前安排維護時段，並確認備份已經過驗證。

將 RAID 1 用於作業系統開機碟，可以為實體伺服器上的作業系統提供備援保護。有些裸機服務供應商會直接提供帶有作業系統備援的軟體 RAID，例如某些預裝 Windows Server 2022 的映像檔。在修改任何現有配置之前，請先確認你的服務供應商已預先設定了哪些內容。

軟體 RAID 1 最適合的情境

軟體 RAID 與硬體 RAID 是互補方案，各自適用於不同情境。軟體 RAID 執行於主機 CPU 上，不需要額外的 RAID 控制卡。硬體 RAID 則將同位元校驗與鏡像工作卸載到專用控制器上，通常還具備自己的快取與電池備援。

因素	軟體 RAID 1	硬體 RAID 1
成本	無需購買控制器	需要 RAID 控制卡
可攜性	陣列可隨作業系統遷移	依賴特定控制器型號
CPU 負載	占用主機 CPU	由控制器卸載處理

如果你想在單台伺服器上以較低成本實現簡單鏡像，並且重視跨硬體遷移的便利性，那麼軟體 RAID 1 是合適的選擇。如果你需要控制器層級快取、熱插拔管理，或希望在多台機器上保持一致行為，那麼硬體 RAID 會更適合。兩種方式並不存在絕對優劣，關鍵在於讓方案與工作負載相匹配。

逐步配置軟體 RAID 1

在變更任何 RAID 設定之前，請先備份伺服器。既有的 RAID 配置可能需要先刪除，而這一步會毀損資料。

在 Linux 上使用 mdadm 建立陣列

你可以在 Live 環境中操作，也可以在已安裝好的系統中操作，具體取決於作業系統是否已經部署。下面的流程假設你有兩顆空白磁碟：/dev/sda 和 /dev/sdb。

使用 fdisk 或 parted 對兩顆磁碟進行分割。在每顆磁碟上建立大小相同的分割區，並將分割區類型設定為 Linux RAID autodetect（fd）。
使用 mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1 建立鏡像陣列。確認陣列已正常組裝完成。
在陣列上建立你選擇的檔案系統，例如 mkfs.ext4 /dev/md0。
將陣列掛載到目標掛載點，然後把作業系統複製或安裝到該陣列上。
在兩顆磁碟上都安裝開機載入程式，而不只是第一顆。對於 GRUB，請對 /dev/sda 執行一次 grub-install，再對 /dev/sdb 再執行一次。大多數鏡像失敗的問題，往往都出在這一步。
將陣列定義寫入 mdadm.conf，以便系統在開機時重新組裝鏡像陣列。

當你要在現有系統上配置軟體 RAID 1 時，通常需要先縮減分割區、建立鏡像陣列，再遷移資料。請務必先在備用機器上測試這一路徑。

在 Windows Server 上配置軟體 RAID 1

Windows Server 透過「磁碟管理」來處理鏡像。按下 Windows 鍵 + R，輸入 diskmgmt.msc，然後按 Enter。

確認兩顆磁碟都已顯示；如果有磁碟狀態為「未初始化」，先進行初始化。
在開機磁碟區上按一下右鍵，選擇「新增鏡像」。
選擇第二顆磁碟作為鏡像目標，然後確認。
等待重新同步完成後，再進行重新開機或其他變更。

「磁碟管理」是在磁碟區層級對開機磁碟區進行鏡像，因此你不需要手動分割。在複製完成之前，鏡像狀態會顯示為「正在重新同步（Resynching）」。如果你是在一台已經存在 RAID 陣列的伺服器上配置軟體 RAID 1，請先刪除舊配置，並確認磁碟已經清理乾淨。

驗證鏡像系統碟

檢查陣列狀態與開機完整性

一個從未測試過的鏡像，只能算是猜測。在真正信任陣列之前，請先執行一次重新開機測試。在 Linux 上，使用 mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb1 將一顆磁碟標記為故障，然後將其移除並重新開機。伺服器應當能夠依靠剩餘那顆磁碟正常啟動。在 Windows Server 上，請先關機，斷開其中一顆磁碟，再次啟動。確認作業系統能夠載入，且你的服務能夠正常啟動。之後重新接上磁碟，並等待鏡像重新同步。這個測試能夠證明開機載入程式確實安裝在兩顆磁碟上，而這恰恰是大多數人在配置軟體 RAID 1 時最容易做錯的一步。

請定期讀取陣列健康狀態輸出。在 Linux 上，cat /proc/mdstat 會顯示每個陣列及其狀態。健康的鏡像會將兩個成員碟都標記為作用中，狀態顯示為 [UU]。降級陣列則會顯示 [U_]，表示有一個成員遺失或故障。使用 mdadm --detail /dev/md0 可以查看更詳細的資訊，包括故障裝置和重建進度。在 Windows Server 上，開啟「磁碟管理」，查看磁碟區狀態。健康鏡像會顯示為 Healthy；損壞的鏡像則會顯示為 Failed Redundancy 或 At Risk。將滑鼠懸停在磁碟區上，可以查看是哪一顆磁碟離線。

每次重新開機後，以及每次發生磁碟事件後，都應檢查這些輸出。鏡像可能會悄無聲息地損壞，而狀態列往往是你最早收到的警告。請把健康狀態下的輸出記錄一次，作為後續比對的基準。

維護與疑難排解

更換故障磁碟並重建

降級陣列仍然可以繼續運作。只是其中一個成員已經離線，鏡像現在只能依靠剩餘磁碟提供讀寫服務。在重建完成之前，你已不再具備備援，因此應將這種狀態視為緊急情況，而不是「還能勉強使用」。

首先確認故障。執行 cat /proc/mdstat，查找類似 [2/1] [U_] 的狀態，這表示有一顆磁碟遺失或故障。然後按照以下順序操作：

實體更換故障磁碟，並在新磁碟上建立新的 RAID-autodetect 分割區，使其分割區類型與仍在運作的成員碟一致。
使用 mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc1 將新分割區加入陣列。工具會確認裝置已新增。
再次執行 cat /proc/mdstat，確認同步已經開始。輸出中會顯示新裝置，例如 sdc1[2]，以及復原進度列。
等待同步完成後再次檢查。健康且已重建完成的陣列會顯示 [2/2] [UU]，表示兩個成員都處於作用中且同步完成的狀態。

在復原期間，不要重新開機，也不要拔掉另一顆磁碟。務必讓複製過程先完成。

設定監控與警示

鏡像可能在沒有任何明顯症狀的情況下損壞。伺服器依舊可以繼續提供服務，因為它只是從單一磁碟上讀寫，而畫面上不會出現任何警告。真正的危險正在於這種沉默，因為一旦第二顆磁碟再出問題，系統就會在毫無備援的情況下直接中斷。

請設定定期讀取陣列狀態的監控，並在狀態偏離健康值時立即發出警示。在 Linux 上，可以監控 /proc/mdstat，或者執行 mdadm --detail，一旦狀態不是 [UU] 就觸發警示。在 Windows Server 上，則應監控「磁碟管理」中的磁碟區狀態，並在出現 Failed Redundancy 或 At Risk 時發出警報。將警示傳送到真正有人查看的管道，並至少測試一次警示鏈路，確保它確實會觸發。

每次重新開機後、每次發生磁碟事件後，都要重新檢查狀態。保留一份健康輸出的基準記錄。配置軟體 RAID 1 只是容易的開始；在第二顆磁碟損壞之前及時發現第一次「靜默損壞」，才是真正保護伺服器的關鍵。

現在你已經掌握完整路徑：檢查前提條件、在 Linux 或 Windows Server 上建立鏡像、驗證鏡像，並持續維護它。其中有兩個步驟尤其需要格外謹慎：第一，在兩顆磁碟上都安裝開機載入程式，而不是只裝在第一顆上；第二，親自驗證在移除其中一顆磁碟後，伺服器是否仍能正常啟動。只要跳過其中任一步，鏡像就可能在你最需要它的時候失效。

請把陣列視為一項持續性的職責。每次重新開機後、每次磁碟事件後，都要檢查它的狀態。一次靜默損壞，意味著你實際上只剩下一顆磁碟，卻沒有任何警告。軟體 RAID 1 只需配置一次，但檢查它的狀態必須長期堅持。