MDADM je nástroj používaný k vytváření, správě a monitorování softwarových zařízení RAID v systému Linux, který podporuje různé typy konfigurací RAID.
V tomto článku budu diskutovat o některých termínech MDADM. Budu také diskutovat o tom, jak fungují různé typy konfigurací MDADM RAID a jejich požadavky.
Aktivní a náhradní zařízení MDADM
Konfigurace MDADM RAID může mít aktivní a náhradní zařízení. Aktivní a Náhradní zařízení spolupracují, aby byla zajištěna ochrana vašich dat v případě selhání jednoho nebo více úložných zařízení přidaných do pole RAID.
Aktivní zařízení: Úložná zařízení, která MDADM aktuálně používá.
Náhradní zařízení: Úložná zařízení, která MDADM aktuálně nepoužívá, ale budou přidána do pole MDADM RAID (jako Aktivní zařízení ) pokud jeden nebo více Aktivní zařízení selhat.
Principy fungování MDADM Active a Spare storage zařízení jsou popsány na obrázcích níže. Na obrázku vlevo máme 4-úložné zařízení MDADM RAID, které je konfigurováno se dvěma náhradními úložnými zařízeními pro zabezpečení proti selhání. Když selže úložné zařízení pole MDADM RAID (např. disk 3 napravo na obrázku), bude k poli MDADM přidáno náhradní paměťové zařízení jako aktivní paměťové zařízení (např. disk 5 vpravo na obrázku ).
Typy RAID podporované MDADM:
MDADM podporuje různé typy konfigurací RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (nebo RAID 1+0)
V dalších částech vysvětlím požadavky na různé konfigurace MDADM RAID a jak různé konfigurace MDADM RAID fungují.
Jak MDADM RAID-0 funguje
Chcete-li vytvořit pole RAID MDADM v konfiguraci RAID-0, musíte mít alespoň dvě úložná zařízení. Konfigurace MDADM RAID-0 nepotřebuje žádná náhradní úložná zařízení. Pole MDADM RAID-0 šíří data mezi všechna úložná zařízení přidaná do pole. RAID-0 neposkytuje žádnou redundanci dat. Pokud tedy selže některé z úložných zařízení v poli RAID-0, selže celé pole RAID (přijdete o všechna data). RAID-0 se používá hlavně k vytvoření velkého úložného zařízení z několika menších úložných zařízení. RAID 0 se nepoužívá v kritických aplikacích.
Vlastnosti konfigurace MDADM RAID-0 jsou shrnuty níže:
Minimální požadovaná úložná zařízení: 2
Požadavky na náhradní úložné zařízení: Žádný
Bezpečnost dat: Žádný
Rychlost čtení dat: Kombinovaná rychlost čtení všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-0.
Rychlost zápisu dat: Kombinovaná rychlost zápisu všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-0.
Dostupné místo na disku pro ukládání dat: Celková velikost všech disků přidaných do pole RAID-0.
Příklad pole MDADM RAID-0 je uveden na obrázku níže. Li 2 X 100 GB úložná zařízení se používají v konfiguraci MDADM RAID-0, můžete uložit o 200 GB dat v poli RAID.
Jak MDADM RAID-1 funguje
Chcete-li vytvořit pole RAID MDADM v konfiguraci RAID-1, musíte mít alespoň dvě úložná zařízení. Konfigurace MDADM RAID-1 může mít libovolný počet náhradních úložných zařízení. Pole MDADM RAID-1 ukládá stejná data na všech úložných zařízeních přidaných do pole. RAID-1 maximalizuje redundanci dat. Dokud je jedno z úložných zařízení v poli RAID-1 v dobrém stavu, vaše data budou v bezpečí. RAID-1 se používá hlavně k zajištění maximální ochrany dat a je ideální pro kritické aplikace.
Vlastnosti konfigurace MDADM RAID-1 jsou shrnuty níže:
Minimální požadovaná úložná zařízení: 2
Požadavky na náhradní úložné zařízení: Kolik potřebujete.
Bezpečnost dat: Je zajištěna maximální bezpečnost dat. Data jsou v bezpečí, pokud je alespoň jedno paměťové zařízení v dobrém stavu.
Rychlost čtení dat: Kombinovaná rychlost čtení všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-1.
Rychlost zápisu dat: Rychlost zápisu nejpomalejšího úložného zařízení pole RAID-1.
Dostupné místo na disku pro ukládání dat: Místo na disku jednoho z úložných zařízení pole RAID-1.
Příklad pole MDADM RAID-1 je uveden na obrázku níže. Li 2 X 100 GB úložná zařízení se používají v konfiguraci MDADM RAID-1, můžete uložit o 100 GB dat v poli RAID. Pokud jste přidali 1 X 100 GB úložného zařízení do pole RAID-1 jako náhradního zařízení a dojde k selhání jednoho z úložných zařízení pole RAID-1, náhradní úložné zařízení se stane aktivním úložným zařízením pole RAID-1.
Jak MDADM RAID-5 funguje
Chcete-li vytvořit pole RAID MDADM v konfiguraci RAID-5, musíte mít alespoň tři úložná zařízení. Konfigurace MDADM RAID-5 může zahrnovat libovolný počet náhradních úložných zařízení. Pole MDADM RAID-5 vypočítá jednu paritu z dat uložených v poli a rozloží je mezi úložná zařízení přidaná do pole. Úložný prostor o velikosti jednoho disku se používá pro ukládání informací o paritě a zbytek místa na disku lze použít pro ukládání dat. Pole MDADM RAID-5 může tolerovat selhání jednoho disku. RAID-5 maximalizuje prostor pro ukládání dat a zároveň poskytuje bezpečnost dat. RAID-5 je dost dobrý pro ukládání důležitých dat.
Vlastnosti konfigurace MDADM RAID-5 jsou shrnuty níže:
Minimální požadovaná úložná zařízení: 3
Požadavky na náhradní úložné zařízení: Kolik potřebujete.
Bezpečnost dat: Používá jednu paritu k zajištění tolerance selhání jednoho disku.
Rychlost čtení dat: Kombinovaná rychlost čtení všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-5 mínus jedno úložné zařízení (protože bude použito pro ukládání informací o paritě, nikoli skutečných dat).
Rychlost zápisu dat: Kombinovaná rychlost zápisu všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-5 mínus jedno úložné zařízení (protože bude použito pro ukládání informací o paritě, nikoli skutečných dat).
Dostupné místo na disku pro ukládání dat: Úložný prostor v hodnotě jednoho disku v poli RAID-5 se používá k ukládání informací o paritě, nikoli skutečných dat. Zbytek diskového prostoru pole RAID-5 lze využít pro ukládání dat.
Příklad pole MDADM RAID-5 je uveden na obrázku (vlevo) níže. Li 3 X 100 GB úložná zařízení se používají v konfiguraci MDADM RAID-5, můžete uložit o 200 GB dat v poli RAID. Jedno úložné zařízení v hodnotě místa na disku – 100 GB se používá k ukládání informací o paritě pole RAID-5.
Pokud selže jedno z úložných zařízení v poli RAID-5, jak je znázorněno na prostředním obrázku, vaše data zůstanou přístupná. Pokud jste přidali a 1 X 100 GB úložné zařízení k poli RAID-5 jako náhradní zařízení, jak je znázorněno na obrázku vlevo, a jedno z úložných zařízení pole RAID-5 selže, jak je znázorněno na prostředním obrázku, náhradní úložné zařízení se stane aktivním úložištěm zařízení pole RAID-5, jak je znázorněno na obrázku vpravo.
Jakmile se náhradní úložné zařízení stane aktivním, informace o paritě se použije k přepočtu ztracených dat a nově přidané úložné zařízení se zaplní přepočtenými daty.
Jak MDADM RAID-6 funguje
Chcete-li vytvořit pole RAID MDADM v konfiguraci RAID-6, musíte mít alespoň čtyři úložná zařízení. Konfigurace MDADM RAID-6 může mít libovolný počet náhradních úložných zařízení. Pole MDADM RAID-6 vypočítá dvě sady parit z dat uložených v poli a rozloží je mezi úložná zařízení přidaná do pole. Úložný prostor o velikosti dvou disků se používá pro ukládání informací o paritě a zbytek místa na disku lze použít pro ukládání dat. Pole MDADM RAID-6 snese maximálně dvě selhání disku. RAID-6 maximalizuje prostor pro ukládání dat a zároveň poskytuje lepší bezpečnost dat než RAID-5. RAID-6 je velmi dobrý pro ukládání důležitých dat.
Vlastnosti konfigurace MDADM RAID-6 jsou shrnuty níže:
Minimální požadovaná úložná zařízení: 4
Požadavky na náhradní úložné zařízení: Kolik potřebujete.
Bezpečnost dat: Používá dvojitou paritu k zajištění tolerance dvou selhání disku.
Rychlost čtení dat: Kombinovaná rychlost čtení všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-6 mínus dvě úložná zařízení (protože budou použita pro ukládání informací o paritě, nikoli skutečných dat).
Rychlost zápisu dat: Kombinovaná rychlost zápisu všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-6 mínus dvě úložná zařízení (protože bude použita pro ukládání informací o paritě, nikoli skutečných dat).
Dostupné místo na disku pro ukládání dat: K ukládání informací o paritě, nikoli skutečných dat, se používá úložný prostor v hodnotě dvou disků v poli RAID-6. Zbytek diskového prostoru pole RAID-6 lze využít pro ukládání dat.
Příklad pole MDADM RAID-6 je znázorněn na obrázku vlevo níže. Li 4 X 100 GB úložná zařízení se používají v konfiguraci MDADM RAID-6, můžete uložit o 200 GB dat v poli RAID. Místo na disku v hodnotě dvou úložných zařízení – 2x100 GB se používá k ukládání informací o paritě pole RAID-6.
Pokud selžou maximálně dvě úložná zařízení v poli RAID-6, jak je znázorněno na prostředním obrázku, vaše data zůstanou přístupná. Pokud jste přidali a 1 X 100 GB úložné zařízení do pole RAID-6 jako náhradní zařízení, jak je znázorněno na obrázku vlevo, a jedno z úložných zařízení pole RAID-6 selže, náhradní úložné zařízení se stane aktivním úložným zařízením pole RAID-6 , jak je znázorněno na obrázku vpravo.
Jakmile se náhradní úložné zařízení stane aktivním úložným zařízením v poli RAID-6, informace o paritě se použijí k přepočtu ztracených dat a nově přidané úložné zařízení se naplní přepočítanými daty.
Jak funguje MDADM RAID 1+0 nebo RAID-10
MDADM RAID 1+0 nebo RAID-10 je hybridní konfigurace RAID. Skládá se z polí RAID-1 a RAID-0. Některá úložná zařízení tvoří pole RAID-1 a pole RAID-1 se pak použijí k vytvoření pole RAID-0.
K vytvoření pole RAID-10 potřebujete sudý počet úložných zařízení. Každý pár úložných zařízení tvoří pole RAID-1 a všechna pole RAID-1 se spojí a vytvoří pole RAID-0. Proto se nazývá RAID-10.
Příklad pole RAID-10 nebo pole RAID 1+0 je znázorněn na obrázku níže. Jak vidíte, disk 1 (100 GB) a disk 2 (100 GB) vytvářejí pole RAID-1 se 100 GB místa na disku pro ukládání dat. Stejně tak disk 3 a disk 4 tvoří další pole RAID-1 (100GB). Poté jsou pole RAID-1 spojena do pole RAID-0, což vám poskytne 200 GB místa na disku pro ukládání dat.
Jednou z výhod pole RAID-10 je, že každý pár úložných zařízení tvořících pole RAID-1 je modulární. V rámci každého modulárního pole RAID-1 může selhat jedno úložné zařízení, ale vaše data zůstanou v bezpečí.
Vzhledem k tomu, jak RAID-1 a RAID-0 spolupracují v poli RAID-10, v případě selhání disku se pole RAID může po výměně vadného disku rychleji obnovit ve srovnání s RAID-5 a RAID-6. Rychlejší výkon při přestavbě je způsoben především jeho modulárním designem a tím, že nemusí počítat informace o paritě jako RAID-5 a RAID-6. Také při přestavbě RAID zůstává výkon celého pole RAID na rozdíl od RAID-5 a RAID-6 nedotčen. Jediný výkon páru disků pole RAID-1, kde disk selhal, bude ovlivněn.
Do polí RAID-10 můžete také přidat náhradní úložná zařízení. Náhradní disky fungují v RAID-10 stejně jako v jiných MDADM RAID konfiguracích, jak můžete vidět na obrázku níže.
Vlastnosti konfigurace MDADM RAID-10 jsou shrnuty níže:
Minimální požadovaná úložná zařízení: 4
Požadavky na náhradní úložné zařízení: Kolik potřebujete.
Bezpečnost dat: Jeden disk každé skupiny RAID-1 může selhat najednou. Polovina úložných zařízení tedy může selhat a vaše data budou stále v bezpečí, pokud je alespoň jeden disk z každé skupiny RAID-1 stále v pořádku.
Rychlost čtení dat: Rychlost čtení všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-10 dělená 2.
Rychlost zápisu dat: Vypočítejte rychlost zápisu všech úložných zařízení přidaných do pole RAID-10 vydělením dvěma.
Dostupné místo na disku pro ukládání dat: Pro ukládání dat lze využít polovinu úložného prostoru pole RAID-10.
Závěr
Diskutoval jsem o některých termínech MDADM RAID. Také jsem probral, jak fungují různé typy konfigurací MDADM RAID a jejich požadavky.