MDADM — это инструмент, используемый для создания, управления и мониторинга программных RAID-устройств в Linux, поддерживающий различные типы конфигураций RAID.
В этой статье я собираюсь обсудить некоторые термины MDADM. Я также собираюсь обсудить, как работают различные типы конфигураций MDADM RAID и их требования.
Активные и запасные устройства MDADM
Конфигурация MDADM RAID может иметь активные и резервные устройства. Активный и Запасной устройства работают вместе, чтобы гарантировать защиту ваших данных в случае сбоя одного или нескольких устройств хранения, добавленных в RAID-массив.
Активные устройства: Устройства хранения, которые MDADM использует в данный момент.
Запасные устройства: Устройства хранения, которые MDADM в настоящее время не использует, но будут добавлены в RAID-массив MDADM (как Активные устройства ), если один или несколько Активные устройства неудача.
Принципы работы активных и резервных запоминающих устройств MDADM описаны на рисунках ниже. На левом рисунке у нас есть RAID-массив MDADM с 4 устройствами хранения, который настроен с двумя запасными устройствами хранения для обеспечения отказоустойчивости. При выходе из строя устройства хранения RAID-массива MDADM (например, диска 3 справа на рисунке) к массиву MDADM будет добавлено резервное устройство хранения в качестве активного устройства хранения (например, диска 5 справа на рисунке). ).
Типы RAID, поддерживаемые MDADM:
MDADM поддерживает различные типы конфигураций RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- Рейд 5
- Рейд 6
- RAID 10 (или RAID 1+0)
В следующих разделах я собираюсь объяснить требования к различным конфигурациям MDADM RAID и то, как работают разные конфигурации MDADM RAID.
Как работает MDADM RAID-0
Для создания RAID-массива MDADM в конфигурации RAID-0 необходимо иметь как минимум два устройства хранения данных. Для конфигурации MDADM RAID-0 не требуются запасные устройства хранения. Массив MDADM RAID-0 распределяет данные по всем устройствам хранения, добавленным в массив. RAID-0 не обеспечивает избыточности данных. Таким образом, если какое-либо из устройств хранения данных в массиве RAID-0 выйдет из строя, выйдет из строя весь массив RAID (вы потеряете все данные). RAID-0 в основном используется для создания большого устройства хранения данных из нескольких устройств хранения меньшего размера. RAID 0 не используется в критически важных приложениях.
Свойства конфигурации MDADM RAID-0 кратко описаны ниже:
Минимально необходимые устройства хранения: 2
Требования к запасному устройству хранения: Никто
Безопасность данных: Никто
Скорость чтения данных: Суммарная скорость чтения всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-0.
Скорость записи данных: Суммарная скорость записи всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-0.
Доступное дисковое пространство для хранения данных: Общий размер всех дисков, добавленных в массив RAID-0.
Пример массива MDADM RAID-0 приведен на рисунке ниже. Если 2 Икс 100 ГБ устройства хранения используются в конфигурации MDADM RAID-0, вы можете хранить около 200 ГБ данных в RAID-массиве.
Как работает MDADM RAID-1
Для создания RAID-массива MDADM в конфигурации RAID-1 необходимо иметь как минимум два устройства хранения данных. Конфигурация MDADM RAID-1 может иметь любое количество запасных устройств хранения данных. Массив MDADM RAID-1 хранит одни и те же данные на всех устройствах хранения, добавленных в массив. RAID-1 обеспечивает максимальную избыточность данных. Пока одно из устройств хранения данных в массиве RAID-1 находится в хорошем состоянии, ваши данные будут в безопасности. RAID-1 в основном используется для обеспечения максимальной защиты данных и идеально подходит для критически важных приложений.
Свойства конфигурации MDADM RAID-1 кратко описаны ниже:
Минимально необходимые устройства хранения: 2
Требования к запасному устройству хранения: Столько, сколько вам нужно.
Безопасность данных: Обеспечена максимальная безопасность данных. Данные в безопасности, пока хотя бы одно устройство хранения находится в хорошем состоянии.
Скорость чтения данных: Суммарная скорость чтения всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-1.
Скорость записи данных: Скорость записи самого медленного накопителя массива RAID-1.
Доступное дисковое пространство для хранения данных: Дисковое пространство одного из устройств хранения массива RAID-1.
Пример массива MDADM RAID-1 приведен на рисунке ниже. Если 2 Икс 100 ГБ устройства хранения используются в конфигурации MDADM RAID-1, вы можете хранить около 100 ГБ данных в RAID-массиве. Если вы добавили 1 Икс 100 ГБ устройство хранения данных к массиву RAID-1 в качестве резервного устройства, а в случае сбоя одного из устройств хранения данных массива RAID-1 резервное устройство хранения данных станет активным устройством хранения данных массива RAID-1.
Как работает MDADM RAID-5
Для создания RAID-массива MDADM в конфигурации RAID-5 необходимо иметь как минимум три устройства хранения данных. Конфигурация MDADM RAID-5 может включать любое количество запасных устройств хранения данных. Массив MDADM RAID-5 вычисляет единственную четность данных, хранящихся в массиве, и распределяет ее между устройствами хранения, добавленными в массив. Место на одном диске используется для хранения информации о четности, а остальная часть дискового пространства может использоваться для хранения данных. Массив MDADM RAID-5 допускает сбой одного диска. RAID-5 максимально увеличивает пространство для хранения данных, обеспечивая при этом безопасность данных. RAID-5 достаточно хорош для хранения важных данных.
Свойства конфигурации MDADM RAID-5 приведены ниже:
Минимально необходимые устройства хранения: 3
Требования к запасному устройству хранения: Столько, сколько вам нужно.
Безопасность данных: Использует одинарную четность для обеспечения устойчивости к сбою одного диска.
Скорость чтения данных: Суммарная скорость чтения всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-5, минус одно устройство хранения (поскольку оно будет использоваться для хранения информации о четности, а не реальных данных).
Скорость записи данных: Суммарная скорость записи всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-5, минус одно устройство хранения (поскольку оно будет использоваться для хранения информации о четности, а не реальных данных).
Доступное дисковое пространство для хранения данных: Один диск в массиве RAID-5 используется для хранения информации о четности, а не реальных данных. Остальное дисковое пространство массива RAID-5 можно использовать для хранения данных.
Пример массива MDADM RAID-5 приведен на рисунке (слева) ниже. Если 3 Икс 100 ГБ устройства хранения используются в конфигурации MDADM RAID-5, вы можете хранить около 200 ГБ данных в RAID-массиве. Объем дискового пространства на одно устройство хранения – 100 ГБ используется для хранения информации о четности массива RAID-5.
Если одно из устройств хранения данных в массиве RAID-5 выйдет из строя, как показано на среднем рисунке, ваши данные останутся доступными. Если вы добавили 1 Икс 100 ГБ устройство хранения данных в массив RAID-5 в качестве резервного устройства, как показано на левом рисунке, и в случае сбоя одного из устройств хранения массива RAID-5, как показано на среднем рисунке, резервное устройство хранения данных станет активным хранилищем. устройство массива RAID-5, как показано на рисунке справа.
Как только запасное устройство хранения станет активным, информация о четности будет использоваться для пересчета потерянных данных, а вновь добавленное устройство хранения будет заполнено пересчитанными данными.
Как работает MDADM RAID-6
Для создания RAID-массива MDADM в конфигурации RAID-6 необходимо иметь как минимум четыре устройства хранения данных. Конфигурация MDADM RAID-6 может иметь любое количество запасных устройств хранения данных. Массив MDADM RAID-6 вычисляет два набора четностей на основе данных, хранящихся в массиве, и распределяет их между устройствами хранения, добавленными в массив. Место на двух дисках используется для хранения информации о четности, а остальная часть дискового пространства может использоваться для хранения данных. Массив MDADM RAID-6 может выдержать максимум два отказа диска. RAID-6 максимально увеличивает пространство для хранения данных, обеспечивая при этом лучшую безопасность данных, чем RAID-5. RAID-6 очень хорош для хранения важных данных.
Свойства конфигурации MDADM RAID-6 приведены ниже:
Минимально необходимые устройства хранения: 4
Требования к запасному устройству хранения: Столько, сколько вам нужно.
Безопасность данных: Использует двойную четность, чтобы обеспечить устойчивость к сбоям двух дисков.
Скорость чтения данных: Суммарная скорость чтения всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-6, за вычетом двух устройств хранения (поскольку они будут использоваться для хранения информации о четности, а не реальных данных).
Скорость записи данных: Суммарная скорость записи всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-6, за вычетом двух устройств хранения (поскольку оно будет использоваться для хранения информации о четности, а не реальных данных).
Доступное дисковое пространство для хранения данных: Два диска в массиве RAID-6 используются для хранения информации о четности, а не реальных данных. Остальное дисковое пространство массива RAID-6 можно использовать для хранения данных.
Пример массива MDADM RAID-6 показан на левом рисунке ниже. Если 4 Икс 100 ГБ устройства хранения используются в конфигурации MDADM RAID-6, вы можете хранить около 200 ГБ данных в RAID-массиве. Два устройства хранения данных объемом дискового пространства – 2x100 ГБ используется для хранения информации о четности массива RAID-6.
Если в массиве RAID-6 выйдет из строя максимум два устройства хранения данных, как показано на среднем рисунке, ваши данные останутся доступными. Если вы добавили 1 Икс 100 ГБ устройство хранения данных в массив RAID-6 в качестве резервного устройства, как показано на рисунке слева, и если одно из устройств хранения массива RAID-6 выйдет из строя, резервное устройство хранения данных станет активным устройством хранения данных массива RAID-6. , как показано на правом рисунке.
Как только резервное устройство хранения станет активным устройством хранения в массиве RAID-6, информация о четности будет использоваться для перерасчета потерянных данных, а вновь добавленное устройство хранения будет заполнено пересчитанными данными.
Как работает MDADM RAID 1+0 или RAID-10
MDADM RAID 1+0 или RAID-10 — это гибридная конфигурация RAID. Он состоит из массивов RAID-1 и массивов RAID-0. Некоторые устройства хранения образуют массивы RAID-1, а массивы RAID-1 затем используются для формирования массива RAID-0.
Для создания массива RAID-10 необходимо четное количество устройств хранения данных. Каждая пара устройств хранения данных образует массивы RAID-1, а все массивы RAID-1 объединяются в массив RAID-0. Таким образом, дав ему имя RAID-10.
Пример массива RAID-10 или массива RAID 1+0 показан на рисунке ниже. Как видите, диск 1 (100 ГБ) и диск 2 (100 ГБ) создают массив RAID-1 со 100 ГБ дискового пространства, доступного для хранения данных. Таким же образом диск 3 и диск 4 образуют еще один массив RAID-1 (100 ГБ). Затем массивы RAID-1 объединяются в массив RAID-0, что дает вам 200 ГБ дискового пространства для хранения данных.
Одним из преимуществ массива RAID-10 является то, что каждая пара устройств хранения данных, образующих массивы RAID-1, является модульной. В каждом модульном массиве RAID-1 может выйти из строя одно устройство хранения, но ваши данные останутся в безопасности.
Благодаря тому, как RAID-1 и RAID-0 работают вместе в массиве RAID-10, в случае сбоя диска массив RAID может восстановиться быстрее по сравнению с RAID-5 и RAID-6 после замены неисправного диска. Более высокая производительность восстановления обусловлена главным образом его модульной конструкцией и отсутствием необходимости рассчитывать информацию о четности, как в случае RAID-5 и RAID-6. Кроме того, при восстановлении RAID производительность всего RAID-массива остается неизменной, в отличие от RAID-5 и RAID-6. Это повлияет на производительность единственной пары дисков массива RAID-1, в которой произошел сбой диска.
Вы также можете добавить запасные устройства хранения в массивы RAID-10. Запасные диски работают в RAID-10 так же, как и в других конфигурациях MDADM RAID, как вы можете видеть на рисунке ниже.
Свойства конфигурации MDADM RAID-10 кратко описаны ниже:
Минимально необходимые устройства хранения: 4
Требования к запасному устройству хранения: Столько, сколько вам нужно.
Безопасность данных: Одновременно может выйти из строя один диск каждой группы RAID-1. Таким образом, половина устройств хранения может выйти из строя, и ваши данные по-прежнему будут в безопасности, пока хотя бы один диск каждой группы RAID-1 в порядке.
Скорость чтения данных: Скорость чтения всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-10, деленная на 2.
Скорость записи данных: Рассчитайте скорость записи всех устройств хранения, добавленных в массив RAID-10, разделив ее на 2.
Доступное дисковое пространство для хранения данных: Половину дискового пространства массива RAID-10 можно использовать для хранения данных.
Заключение
Я обсудил некоторые термины MDADM RAID. Я также обсудил, как работают различные типы конфигураций MDADM RAID и их требования.