MDADM és una eina que s'utilitza per crear, gestionar i supervisar dispositius RAID de programari a Linux, que admet diferents tipus de configuracions RAID.
En aquest article, parlaré d'alguns dels termes MDADM. També parlaré de com funcionen els diferents tipus de configuracions RAID de MDADM i els seus requisits.
Dispositius MDADM actius i de recanvi
Una configuració RAID MDADM pot tenir dispositius actius i de recanvi. Actiu i De recanvi Els dispositius treballen conjuntament per garantir que les vostres dades estiguin protegides quan fallen un o més dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID.
Dispositius actius: Els dispositius d'emmagatzematge que el MDADM està utilitzant actualment.
Dispositius de recanvi: Els dispositius d'emmagatzematge que el MDADM no utilitza actualment, però que s'afegiran a la matriu RAID MDADM (com Dispositius actius ) si un o més Dispositius actius fracassar.
Els principis de funcionament dels dispositius d'emmagatzematge MDADM Active i Spare es descriuen a les figures següents. A la figura de l'esquerra, tenim un dispositiu d'emmagatzematge MDADM RAID de 4 que està configurat amb dos dispositius d'emmagatzematge de recanvi per a la seguretat contra errors. Quan falla un dispositiu d'emmagatzematge de la matriu MDADM RAID (p. ex., disc 3 a la dreta de la figura), s'afegirà un dispositiu d'emmagatzematge de recanvi a la matriu MDADM com a dispositiu d'emmagatzematge actiu (p. ex., disc 5 a la dreta de la figura). ).
Tipus de RAID compatibles amb MDADM:
MDADM admet diferents tipus de configuracions RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (o RAID 1+0)
A les seccions següents, explicaré els requisits per a diferents configuracions de RAID de MDADM i com funcionen les diferents configuracions de RAID de MDADM.
Com funciona MDADM RAID-0
Per crear una matriu RAID MDADM a la configuració RAID-0, heu de tenir almenys dos dispositius d'emmagatzematge. La configuració MDADM RAID-0 no necessita cap dispositiu d'emmagatzematge de recanvi. La matriu MDADM RAID-0 distribueix les dades entre tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu. RAID-0 no proporciona cap redundància de dades. Per tant, si algun dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-0 falla, fallarà tota la matriu RAID (perdreu totes les dades). RAID-0 s'utilitza principalment per crear un gran dispositiu d'emmagatzematge a partir d'uns quants dispositius d'emmagatzematge més petits. RAID 0 no s'utilitza en aplicacions de missió crítica.
Les propietats de la configuració MDADM RAID-0 es resumeixen a continuació:
Dispositius d'emmagatzematge mínims necessaris: 2
Requisits del dispositiu d'emmagatzematge de recanvi: Cap
Seguretat de les dades: Cap
Velocitat de lectura de dades: Velocitat de lectura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-0.
Velocitat d'escriptura de dades: Velocitat d'escriptura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-0.
Espai de disc disponible per a l'emmagatzematge de dades: La mida total de tots els discs afegits a la matriu RAID-0.
A la figura següent es mostra un exemple d'una matriu MDADM RAID-0. Si 2 x 100 GB Els dispositius d'emmagatzematge s'utilitzen a la configuració MDADM RAID-0, podeu emmagatzemar al voltant 200 GB de dades a la matriu RAID.
Com funciona MDADM RAID-1
Per crear una matriu RAID MDADM a la configuració RAID-1, heu de tenir almenys dos dispositius d'emmagatzematge. La configuració MDADM RAID-1 pot tenir qualsevol nombre de dispositius d'emmagatzematge de recanvi. La matriu MDADM RAID-1 emmagatzema les mateixes dades a tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu. RAID-1 maximitza la redundància de dades. Mentre un dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-1 estigui en bon estat, les vostres dades estaran segures. RAID-1 s'utilitza principalment per proporcionar la màxima protecció a les dades i és ideal per a aplicacions de missió crítica.
Les propietats de la configuració MDADM RAID-1 es resumeixen a continuació:
Dispositius d'emmagatzematge mínims necessaris: 2
Requisits del dispositiu d'emmagatzematge de recanvi: Tantes com necessitis.
Seguretat de les dades: Es garanteix la màxima seguretat de les dades. Les dades són segures sempre que almenys un dispositiu d'emmagatzematge estigui en bones condicions.
Velocitat de lectura de dades: Velocitat de lectura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-1.
Velocitat d'escriptura de dades: Velocitat d'escriptura del dispositiu d'emmagatzematge més lent de la matriu RAID-1.
Espai de disc disponible per a l'emmagatzematge de dades: L'espai en disc d'un dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-1.
A la figura següent es mostra un exemple d'una matriu MDADM RAID-1. Si 2 x 100 GB Els dispositius d'emmagatzematge s'utilitzen a la configuració de MDADM RAID-1, podeu emmagatzemar-hi 100 GB de dades a la matriu RAID. Si has afegit 1 x 100 GB dispositiu d'emmagatzematge a la matriu RAID-1 com a dispositiu de recanvi i un dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-1 falla, el dispositiu d'emmagatzematge de recanvi es convertirà en el dispositiu d'emmagatzematge actiu de la matriu RAID-1.
Com funciona MDADM RAID-5
Per crear una matriu RAID MDADM a la configuració RAID-5, heu de tenir almenys tres dispositius d'emmagatzematge. La configuració MDADM RAID-5 pot incloure qualsevol nombre de dispositius d'emmagatzematge de recanvi. La matriu MDADM RAID-5 calcula una única paritat a partir de les dades emmagatzemades a la matriu i la distribueix entre els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu. S'utilitza un únic espai d'emmagatzematge en disc per emmagatzemar la informació de paritat, i la resta de l'espai en disc es pot utilitzar per emmagatzemar dades. La matriu MDADM RAID-5 pot tolerar una sola fallada de disc. RAID-5 maximitza l'espai d'emmagatzematge de dades alhora que ofereix seguretat. RAID-5 és prou bo per emmagatzemar dades importants.
Les propietats de la configuració MDADM RAID-5 es resumeixen a continuació:
Dispositius d'emmagatzematge mínims necessaris: 3
Requisits del dispositiu d'emmagatzematge de recanvi: Tantes com necessitis.
Seguretat de les dades: Utilitza la paritat única per proporcionar tolerància a la fallada d'un sol disc.
Velocitat de lectura de dades: Velocitat de lectura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-5 menys un dispositiu d'emmagatzematge (ja que s'utilitzarà per emmagatzemar informació de paritat, no dades reals).
Velocitat d'escriptura de dades: Velocitat d'escriptura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-5 menys un dispositiu d'emmagatzematge (ja que s'utilitzarà per emmagatzemar informació de paritat, no dades reals).
Espai de disc disponible per a l'emmagatzematge de dades: Un espai d'emmagatzematge per valor de disc a la matriu RAID-5 s'utilitza per emmagatzemar informació de paritat, no dades reals. La resta de l'espai en disc de la matriu RAID-5 es pot utilitzar per a l'emmagatzematge de dades.
A la figura (esquerra) de sota es mostra un exemple d'una matriu MDADM RAID-5. Si 3 x 100 GB Els dispositius d'emmagatzematge s'utilitzen a la configuració MDADM RAID-5, podeu emmagatzemar al voltant 200 GB de dades a la matriu RAID. Un dispositiu d'emmagatzematge per valor d'espai en disc: 100 GB s'utilitza per emmagatzemar la informació de paritat de la matriu RAID-5.
Si un dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-5 falla, tal com es mostra a la figura del mig, les vostres dades romandran accessibles. Si heu afegit un 1 x 100 GB dispositiu d'emmagatzematge a la matriu RAID-5 com a dispositiu de recanvi, tal com es mostra a la figura de l'esquerra, i un dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-5 falla, com es mostra a la figura del mig, el dispositiu d'emmagatzematge de recanvi es convertirà en l'emmagatzematge actiu. dispositiu de la matriu RAID-5, tal com es mostra a la figura de la dreta.
Un cop el dispositiu d'emmagatzematge de recanvi estigui actiu, la informació de paritat s'utilitzarà per tornar a calcular les dades perdudes i el dispositiu d'emmagatzematge recentment afegit s'omplirà amb les dades recalculades.
Com funciona MDADM RAID-6
Per crear una matriu RAID MDADM a la configuració RAID-6, heu de tenir almenys quatre dispositius d'emmagatzematge. La configuració MDADM RAID-6 pot tenir qualsevol nombre de dispositius d'emmagatzematge de recanvi. La matriu MDADM RAID-6 calcula dos conjunts de paritats a partir de les dades emmagatzemades a la matriu i les distribueix entre els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu. S'utilitzen dos discs d'espai d'emmagatzematge per emmagatzemar la informació de paritat, i la resta de l'espai de disc es pot utilitzar per emmagatzemar dades. La matriu MDADM RAID-6 pot tolerar com a màxim dos errors de disc. RAID-6 maximitza l'espai d'emmagatzematge de dades alhora que ofereix una millor seguretat de dades que RAID-5. RAID-6 és molt bo per emmagatzemar dades importants.
Les propietats de la configuració MDADM RAID-6 es resumeixen a continuació:
Dispositius d'emmagatzematge mínims necessaris: 4
Requisits del dispositiu d'emmagatzematge de recanvi: Tantes com necessitis.
Seguretat de les dades: Utilitza la doble paritat per proporcionar tolerància a dos errors de disc.
Velocitat de lectura de dades: Velocitat de lectura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-6 menys dos dispositius d'emmagatzematge (ja que s'utilitzaran per emmagatzemar informació de paritat, no dades reals).
Velocitat d'escriptura de dades: Velocitat d'escriptura combinada de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-6 menys dos dispositius d'emmagatzematge (ja que s'utilitzarà per emmagatzemar informació de paritat, no dades reals).
Espai de disc disponible per a l'emmagatzematge de dades: Dos discs d'espai d'emmagatzematge a la matriu RAID-6 s'utilitzen per emmagatzemar informació de paritat, no dades reals. La resta de l'espai en disc de la matriu RAID-6 es pot utilitzar per a l'emmagatzematge de dades.
A la figura de l'esquerra es mostra un exemple d'una matriu MDADM RAID-6. Si 4 x 100 GB Els dispositius d'emmagatzematge s'utilitzen a la configuració MDADM RAID-6, podeu emmagatzemar al voltant 200 GB de dades a la matriu RAID. Dos dispositius d'emmagatzematge per valor d'espai en disc: 2 x 100 GB s'utilitza per emmagatzemar la informació de paritat de la matriu RAID-6.
Si un màxim de dos dispositius d'emmagatzematge a la matriu RAID-6 fallen, tal com es mostra a la figura del mig, les vostres dades romandran accessibles. Si heu afegit un 1 x 100 GB dispositiu d'emmagatzematge a la matriu RAID-6 com a dispositiu de recanvi, com es mostra a la figura de l'esquerra, i un dels dispositius d'emmagatzematge de la matriu RAID-6 falla, el dispositiu d'emmagatzematge de recanvi es convertirà en el dispositiu d'emmagatzematge actiu de la matriu RAID-6 , tal com es mostra a la figura de la dreta.
Un cop el dispositiu d'emmagatzematge de recanvi es converteixi en el dispositiu d'emmagatzematge actiu a la matriu RAID-6, la informació de paritat s'utilitzarà per tornar a calcular les dades perdudes i el dispositiu d'emmagatzematge recentment afegit s'omplirà amb les dades recalculades.
Com funciona MDADM RAID 1+0 o RAID-10
MDADM RAID 1+0, o RAID-10, és una configuració RAID híbrida. Es compon de matrius RAID-1 i matrius RAID-0. Alguns dels dispositius d'emmagatzematge formen matrius RAID-1 i després les matrius RAID-1 s'utilitzen per formar una matriu RAID-0.
Per crear una matriu RAID-10, necessiteu un nombre parell de dispositius d'emmagatzematge. Cada parell de dispositius d'emmagatzematge forma una matriu RAID-1 i totes les matrius RAID-1 es combinen per crear una matriu RAID-0. Així, donant-li el nom de RAID-10.
A la figura següent es mostra un exemple de matriu RAID-10, o matriu RAID 1+0. Com podeu veure, el disc 1 (100 GB) i el disc 2 (100 GB) creen una matriu RAID-1 amb 100 GB d'espai de disc disponible per a l'emmagatzematge de dades. De la mateixa manera, el disc 3 i el disc 4 formen una altra matriu RAID-1 (100 GB). A continuació, les matrius RAID-1 es combinen en una matriu RAID-0, donant-vos 200 GB d'espai en disc per a l'emmagatzematge de dades.
Un dels avantatges de la matriu RAID-10 és que cada parell de dispositius d'emmagatzematge que formen matrius RAID-1 és modular. Dins de cada matriu RAID-1 modular, un dispositiu d'emmagatzematge pot fallar, però les vostres dades romanen segures.
A causa de la manera com RAID-1 i RAID-0 funcionen junts a la matriu RAID-10, en cas de fallada del disc, la matriu RAID es pot reconstruir més ràpidament en comparació amb RAID-5 i RAID-6, un cop substituït el disc fallat. El rendiment de reconstrucció més ràpid es deu principalment al seu disseny modular i perquè no ha de calcular informació de paritat com RAID-5 i RAID-6. A més, mentre es reconstrueix el RAID, el rendiment de tota la matriu RAID no es veu afectat, a diferència de RAID-5 i RAID-6. L'únic rendiment del parell de discos de la matriu RAID-1 on un disc ha fallat es veurà afectat.
També podeu afegir dispositius d'emmagatzematge de recanvi a les matrius RAID-10. Els discs de recanvi funcionen de la mateixa manera en RAID-10 que en altres configuracions RAID de MDADM, com podeu veure a la figura següent.
Les propietats de la configuració MDADM RAID-10 es resumeixen a continuació:
Dispositius d'emmagatzematge mínims necessaris: 4
Requisits del dispositiu d'emmagatzematge de recanvi: Tantes com necessitis.
Seguretat de les dades: Un disc de cada grup RAID-1 pot fallar alhora. Per tant, la meitat dels dispositius d'emmagatzematge poden fallar i les vostres dades encara estaran segures sempre que almenys un disc de cada grup RAID-1 estigui bé.
Velocitat de lectura de dades: Velocitat de lectura de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-10 dividida per 2.
Velocitat d'escriptura de dades: Calcula la velocitat d'escriptura de tots els dispositius d'emmagatzematge afegits a la matriu RAID-10 dividint-la per 2.
Espai disponible en disc per a l'emmagatzematge de dades: La meitat de l'espai d'emmagatzematge de la matriu RAID-10 es pot utilitzar per emmagatzemar dades.
Conclusió
He parlat d'alguns dels termes de MDADM RAID. També he comentat com funcionen els diferents tipus de configuracions RAID MDADM i els seus requisits.