MDADM è uno strumento utilizzato per creare, gestire e monitorare dispositivi RAID software su Linux, supportando diversi tipi di configurazioni RAID.
In questo articolo discuterò alcuni dei termini MDADM. Discuterò anche di come funzionano i diversi tipi di configurazioni RAID MDADM e dei loro requisiti.
Dispositivi MDADM attivi e di riserva
Una configurazione RAID MDADM può avere dispositivi attivi e di riserva. Attivo E Ricambio i dispositivi lavorano insieme per garantire che i dati siano protetti quando uno o più dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID si guastano.
Dispositivi attivi: I dispositivi di archiviazione attualmente utilizzati da MDADM.
Dispositivi di ricambio: I dispositivi di archiviazione che MDADM non utilizza attualmente ma verranno aggiunti all'array RAID MDADM (come Dispositivi attivi ) se uno o più Dispositivi attivi fallire.
I principi di funzionamento dei dispositivi di archiviazione MDADM Active e Spare sono descritti nelle figure seguenti. Nella figura a sinistra, abbiamo un RAID MDADM a 4 dispositivi di storage configurato con due dispositivi di storage di riserva per la sicurezza in caso di guasto. Quando un dispositivo di archiviazione dell'array RAID MDADM si guasta (ad esempio, il disco 3 a destra nella figura), un dispositivo di archiviazione di riserva verrà aggiunto all'array MDADM come dispositivo di archiviazione attivo (ad esempio, il disco 5 a destra nella figura ).
Tipi RAID supportati da MDADM:
MDADM supporta diversi tipi di configurazioni RAID:
- RAID0
- RAID1
- RAID5
- RAID6
- RAID 10 (o RAID 1+0)
Nelle prossime sezioni spiegherò i requisiti per le diverse configurazioni RAID MDADM e come funzionano le diverse configurazioni RAID MDADM.
Come funziona MDADM RAID-0
Per creare un array RAID MDADM nella configurazione RAID-0, è necessario disporre di almeno due dispositivi di archiviazione. La configurazione MDADM RAID-0 non necessita di alcun dispositivo di archiviazione di riserva. L'array MDADM RAID-0 distribuisce i dati su tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array. RAID-0 non fornisce alcuna ridondanza dei dati. Pertanto, se uno qualsiasi dei dispositivi di archiviazione nell'array RAID-0 si guasta, l'intero array RAID fallirà (perderai tutti i dati). RAID-0 viene utilizzato principalmente per creare un grande dispositivo di archiviazione da alcuni dispositivi di archiviazione più piccoli. RAID 0 non viene utilizzato nelle applicazioni mission-critical.
Le proprietà della configurazione MDADM RAID-0 sono riepilogate di seguito:
Dispositivi di archiviazione minimi richiesti: 2
Requisiti del dispositivo di archiviazione di riserva: Nessuno
Sicurezza dei dati: Nessuno
Velocità di lettura dei dati: Velocità di lettura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-0.
Velocità di scrittura dei dati: Velocità di scrittura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-0.
Spazio su disco disponibile per l'archiviazione dei dati: La dimensione totale di tutti i dischi aggiunti all'array RAID-0.
Nella figura seguente è riportato un esempio di array MDADM RAID-0. Se 2 X 100GB i dispositivi di archiviazione vengono utilizzati nella configurazione MDADM RAID-0, è possibile archiviare circa 200 GB di dati nell'array RAID.
Come funziona MDADM RAID-1
Per creare un array RAID MDADM nella configurazione RAID-1, è necessario disporre di almeno due dispositivi di archiviazione. La configurazione MDADM RAID-1 può avere un numero qualsiasi di dispositivi di archiviazione di riserva. L'array MDADM RAID-1 memorizza gli stessi dati su tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array. RAID-1 massimizza la ridondanza dei dati. Finché uno dei dispositivi di archiviazione nell'array RAID-1 è in buone condizioni, i tuoi dati saranno al sicuro. RAID-1 viene utilizzato principalmente per fornire la massima protezione ai dati ed è ideale per applicazioni mission-critical.
Le proprietà della configurazione MDADM RAID-1 sono riepilogate di seguito:
Dispositivi di archiviazione minimi richiesti: 2
Requisiti del dispositivo di archiviazione di riserva: Quanti ne hai bisogno.
Sicurezza dei dati: È garantita la massima sicurezza dei dati. I dati sono al sicuro finché almeno un dispositivo di archiviazione è in buone condizioni.
Velocità di lettura dei dati: Velocità di lettura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-1.
Velocità di scrittura dei dati: Velocità di scrittura del dispositivo di archiviazione più lento dell'array RAID-1.
Spazio su disco disponibile per l'archiviazione dei dati: Lo spazio su disco di uno dei dispositivi di archiviazione dell'array RAID-1.
Nella figura seguente è riportato un esempio di array MDADM RAID-1. Se 2 X 100GB vengono utilizzati dispositivi di archiviazione nella configurazione MDADM RAID-1, è possibile archiviare circa 100GB di dati nell'array RAID. Se hai aggiunto 1 X 100GB dispositivo di archiviazione nell'array RAID-1 come dispositivo di riserva e uno dei dispositivi di archiviazione dell'array RAID-1 si guasta, il dispositivo di archiviazione di riserva diventerà il dispositivo di archiviazione attivo dell'array RAID-1.
Come funziona MDADM RAID-5
Per creare un array RAID MDADM nella configurazione RAID-5, è necessario disporre di almeno tre dispositivi di archiviazione. La configurazione MDADM RAID-5 può includere un numero qualsiasi di dispositivi di archiviazione di riserva. L'array MDADM RAID-5 calcola una singola parità dai dati archiviati nell'array e la distribuisce tra i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array. Per archiviare le informazioni di parità viene utilizzato un singolo spazio di archiviazione su disco, mentre il resto dello spazio su disco può essere utilizzato per archiviare i dati. L'array MDADM RAID-5 può tollerare il guasto di un singolo disco. RAID-5 massimizza lo spazio di archiviazione dei dati garantendo al tempo stesso la sicurezza dei dati. RAID-5 è abbastanza buono per archiviare dati importanti.
Le proprietà della configurazione MDADM RAID-5 sono riepilogate di seguito:
Dispositivi di archiviazione minimi richiesti: 3
Requisiti del dispositivo di archiviazione di riserva: Quanti ne hai bisogno.
Sicurezza dei dati: Utilizza la parità singola per fornire la tolleranza di un singolo errore del disco.
Velocità di lettura dei dati: Velocità di lettura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-5 meno un dispositivo di archiviazione (poiché verrà utilizzato per archiviare le informazioni sulla parità, non i dati effettivi).
Velocità di scrittura dei dati: Velocità di scrittura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-5 meno un dispositivo di archiviazione (poiché verrà utilizzato per archiviare le informazioni sulla parità, non i dati effettivi).
Spazio su disco disponibile per l'archiviazione dei dati: Per memorizzare le informazioni sulla parità, non i dati effettivi, viene utilizzato un disco di spazio di archiviazione nell'array RAID-5. Il resto dello spazio su disco dell'array RAID-5 può essere utilizzato per l'archiviazione dei dati.
Un esempio di array MDADM RAID-5 è riportato nella figura (a sinistra) di seguito. Se 3 X 100GB vengono utilizzati dispositivi di archiviazione nella configurazione MDADM RAID-5, è possibile archiviare circa 200 GB di dati nell'array RAID. Un dispositivo di archiviazione pari allo spazio su disco – 100GB viene utilizzato per memorizzare le informazioni di parità dell'array RAID-5.
Se uno dei dispositivi di archiviazione nell'array RAID-5 si guasta, come mostrato nella figura centrale, i dati rimangono accessibili. Se hai aggiunto a 1 X 100GB dispositivo di archiviazione nell'array RAID-5 come dispositivo di riserva, come mostrato nella figura a sinistra, e uno dei dispositivi di archiviazione dell'array RAID-5 si guasta, come mostrato nella figura centrale, il dispositivo di archiviazione di riserva diventerà l'archivio attivo dispositivo dell'array RAID-5, come mostrato nella figura a destra.
Una volta che il dispositivo di archiviazione di riserva diventa attivo, le informazioni di parità verranno utilizzate per ricalcolare i dati persi e il dispositivo di archiviazione appena aggiunto verrà popolato con i dati ricalcolati.
Come funziona MDADM RAID-6
Per creare un array RAID MDADM nella configurazione RAID-6, è necessario disporre di almeno quattro dispositivi di archiviazione. La configurazione MDADM RAID-6 può avere un numero qualsiasi di dispositivi di archiviazione di riserva. L'array MDADM RAID-6 calcola due serie di parità dai dati archiviati nell'array e li distribuisce tra i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array. Per archiviare le informazioni sulla parità vengono utilizzati due dischi di spazio di archiviazione, mentre il resto dello spazio su disco può essere utilizzato per archiviare i dati. L'array MDADM RAID-6 può tollerare al massimo due guasti del disco. RAID-6 massimizza lo spazio di archiviazione dei dati fornendo allo stesso tempo una migliore sicurezza dei dati rispetto a RAID-5. RAID-6 è ottimo per archiviare dati importanti.
Le proprietà della configurazione MDADM RAID-6 sono riepilogate di seguito:
Dispositivi di archiviazione minimi richiesti: 4
Requisiti del dispositivo di archiviazione di riserva: Quanti ne hai bisogno.
Sicurezza dei dati: Utilizza la doppia parità per fornire la tolleranza di due guasti del disco.
Velocità di lettura dei dati: Velocità di lettura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-6 meno due dispositivi di archiviazione (poiché verranno utilizzati per archiviare informazioni sulla parità e non dati effettivi).
Velocità di scrittura dei dati: Velocità di scrittura combinata di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-6 meno due dispositivi di archiviazione (poiché verrà utilizzata per archiviare le informazioni sulla parità, non i dati effettivi).
Spazio su disco disponibile per l'archiviazione dei dati: Due dischi di spazio di archiviazione nell'array RAID-6 vengono utilizzati per archiviare le informazioni sulla parità, non i dati effettivi. Il resto dello spazio su disco dell'array RAID-6 può essere utilizzato per l'archiviazione dei dati.
Un esempio di array MDADM RAID-6 è mostrato nella figura seguente a sinistra. Se 4 X 100 GB vengono utilizzati dispositivi di archiviazione nella configurazione MDADM RAID-6, è possibile archiviare circa 200 GB di dati nell'array RAID. Due dispositivi di archiviazione con spazio su disco – 2x100GB viene utilizzato per memorizzare le informazioni di parità dell'array RAID-6.
Se un massimo di due dispositivi di archiviazione nell'array RAID-6 si guastano, come mostrato nella figura centrale, i dati rimangono accessibili. Se hai aggiunto a 1 X 100GB dispositivo di archiviazione nell'array RAID-6 come dispositivo di riserva, come mostrato nella figura a sinistra, e uno dei dispositivi di archiviazione dell'array RAID-6 si guasta, il dispositivo di archiviazione di riserva diventerà il dispositivo di archiviazione attivo dell'array RAID-6 , come mostrato nella figura a destra.
Una volta che il dispositivo di archiviazione di riserva diventa il dispositivo di archiviazione attivo nell'array RAID-6, le informazioni di parità verranno utilizzate per ricalcolare i dati persi e il dispositivo di archiviazione appena aggiunto verrà popolato con i dati ricalcolati.
Come funziona MDADM RAID 1+0 o RAID-10
MDADM RAID 1+0, o RAID-10, è una configurazione RAID ibrida. È composto da array RAID-1 e array RAID-0. Alcuni dispositivi di archiviazione formano array RAID-1 e gli array RAID-1 vengono quindi utilizzati per formare un array RAID-0.
Per creare un array RAID-10, è necessario un numero pari di dispositivi di archiviazione. Ciascuna coppia di dispositivi di archiviazione forma un array RAID-1 e tutti gli array RAID-1 vengono combinati per creare un array RAID-0. Pertanto, dandogli il nome RAID-10.
Un esempio di array RAID-10, o array RAID 1+0, è illustrato nella figura seguente. Come puoi vedere, il disco 1 (100 GB) e il disco 2 (100 GB) creano un array RAID-1 con 100 GB di spazio su disco disponibile per l'archiviazione dei dati. Allo stesso modo, il disco 3 e il disco 4 formano un altro array RAID-1 (100 GB). Quindi, gli array RAID-1 vengono combinati in un array RAID-0, offrendo 200 GB di spazio su disco per l'archiviazione dei dati.
Un vantaggio dell'array RAID-10 è che ciascuna coppia di dispositivi di archiviazione che formano gli array RAID-1 è modulare. All'interno di ciascun array RAID-1 modulare, un dispositivo di archiviazione può guastarsi, ma i dati rimangono al sicuro.
Grazie al modo in cui RAID-1 e RAID-0 interagiscono nell'array RAID-10, in caso di guasto del disco, l'array RAID può ricostruirsi più velocemente rispetto a RAID-5 e RAID-6, una volta sostituito il disco guasto. Le prestazioni di ricostruzione più veloci sono dovute principalmente al suo design modulare e al fatto che non deve calcolare le informazioni di parità come RAID-5 e RAID-6. Inoltre, durante la ricostruzione del RAID, le prestazioni dell'intero array RAID rimangono inalterate, a differenza di RAID-5 e RAID-6. Verranno influenzate le sole prestazioni della coppia di dischi dell'array RAID-1 in cui un disco si è guastato.
È inoltre possibile aggiungere dispositivi di archiviazione di riserva agli array RAID-10. I dischi di riserva funzionano allo stesso modo in RAID-10 e in altre configurazioni RAID MDADM, come puoi vedere nella figura seguente.
Le proprietà della configurazione MDADM RAID-10 sono riepilogate di seguito:
Dispositivi di archiviazione minimi richiesti: 4
Requisiti del dispositivo di archiviazione di riserva: Quanti ne hai bisogno.
Sicurezza dei dati: Un disco di ciascun gruppo RAID-1 può guastarsi. Pertanto, metà dei dispositivi di archiviazione potrebbero guastarsi e i tuoi dati saranno comunque al sicuro purché almeno un disco di ciascun gruppo RAID-1 sia ancora a posto.
Velocità di lettura dei dati: Velocità di lettura di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-10 divisa per 2.
Velocità di scrittura dei dati: Calcola la velocità di scrittura di tutti i dispositivi di archiviazione aggiunti all'array RAID-10 dividendola per 2.
Spazio su disco disponibile per l'archiviazione dei dati: La metà dello spazio di archiviazione dell'array RAID-10 può essere utilizzata per archiviare dati.
Conclusione
Ho discusso alcuni dei termini RAID MDADM. Ho anche discusso come funzionano i diversi tipi di configurazioni RAID MDADM e i loro requisiti.