Το MDADM είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία, διαχείριση και παρακολούθηση συσκευών λογισμικού RAID σε Linux, υποστηρίζοντας διαφορετικούς τύπους διαμορφώσεων RAID.
Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσω μερικούς από τους όρους MDADM. Θα συζητήσω επίσης πώς λειτουργούν διαφορετικοί τύποι διαμορφώσεων MDADM RAID και τις απαιτήσεις τους.
Ενεργές και ανταλλακτικές συσκευές MDADM
Μια διαμόρφωση MDADM RAID μπορεί να έχει ενεργές και εφεδρικές συσκευές. Ενεργός και Εφεδρικός οι συσκευές συνεργάζονται για να διασφαλίσουν ότι τα δεδομένα σας προστατεύονται όταν μια ή περισσότερες συσκευές αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID αποτυγχάνουν.
Ενεργές συσκευές: Οι συσκευές αποθήκευσης που χρησιμοποιεί αυτήν τη στιγμή το MDADM.
Ανταλλακτικές συσκευές: Οι συσκευές αποθήκευσης που το MDADM δεν χρησιμοποιεί αυτήν τη στιγμή, αλλά θα προστεθούν στη συστοιχία MDADM RAID (όπως Ενεργές Συσκευές ) εάν ένα ή περισσότερα Ενεργές Συσκευές αποτυγχάνω.
Οι αρχές λειτουργίας των συσκευών αποθήκευσης MDADM Active και Spare περιγράφονται στα παρακάτω σχήματα. Στο αριστερό σχήμα, έχουμε μια συσκευή 4 αποθηκευτικών χώρων MDADM RAID η οποία έχει διαμορφωθεί με δύο εφεδρικές συσκευές αποθήκευσης για ασφάλεια λόγω αστοχίας. Όταν μια συσκευή αποθήκευσης της συστοιχίας MDADM RAID αποτύχει (π.χ. δίσκος 3 στα δεξιά της εικόνας), μια εφεδρική συσκευή αποθήκευσης θα προστεθεί στη συστοιχία MDADM ως συσκευή αποθήκευσης Active (π.χ. δίσκος 5 στα δεξιά της εικόνας ).
Τύποι RAID που υποστηρίζονται από MDADM:
Το MDADM υποστηρίζει διαφορετικούς τύπους διαμορφώσεων RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (ή RAID 1+0)
Στις επόμενες ενότητες, θα εξηγήσω τις απαιτήσεις για διαφορετικές διαμορφώσεις MDADM RAID και πώς λειτουργούν οι διαφορετικές διαμορφώσεις MDADM RAID.
Πώς λειτουργεί το MDADM RAID-0
Για να δημιουργήσετε μια συστοιχία MDADM RAID στη διαμόρφωση RAID-0, πρέπει να έχετε τουλάχιστον δύο συσκευές αποθήκευσης. Η διαμόρφωση MDADM RAID-0 δεν χρειάζεται ανταλλακτικές συσκευές αποθήκευσης. Η συστοιχία MDADM RAID-0 κατανέμει τα δεδομένα σε όλες τις συσκευές αποθήκευσης που έχουν προστεθεί στη συστοιχία. Το RAID-0 δεν παρέχει πλεονασμό δεδομένων. Έτσι, εάν κάποια από τις συσκευές αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-0 αποτύχει, ολόκληρη η συστοιχία RAID αποτυγχάνει (θα χάσετε όλα τα δεδομένα). Το RAID-0 χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία μιας μεγάλης συσκευής αποθήκευσης από μερικές μικρότερες συσκευές αποθήκευσης. Το RAID 0 δεν χρησιμοποιείται σε κρίσιμες εφαρμογές.
Οι ιδιότητες της διαμόρφωσης MDADM RAID-0 συνοψίζονται παρακάτω:
Ελάχιστες απαιτούμενες συσκευές αποθήκευσης: 2
Απαιτήσεις εφεδρικής συσκευής αποθήκευσης: Κανένας
Ασφάλεια δεδομένων: Κανένας
Ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα ανάγνωσης όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-0.
Ταχύτητα εγγραφής δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα εγγραφής όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-0.
Διαθέσιμος χώρος στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων: Το συνολικό μέγεθος όλων των δίσκων που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-0.
Ένα παράδειγμα συστοιχίας MDADM RAID-0 δίνεται στην παρακάτω εικόνα. Αν 2 Χ 100 GB Οι συσκευές αποθήκευσης χρησιμοποιούνται στη διαμόρφωση MDADM RAID-0, μπορείτε να αποθηκεύσετε περίπου 200 GB δεδομένων στη συστοιχία RAID.
Πώς λειτουργεί το MDADM RAID-1
Για να δημιουργήσετε μια συστοιχία MDADM RAID στη διαμόρφωση RAID-1, πρέπει να έχετε τουλάχιστον δύο συσκευές αποθήκευσης. Η διαμόρφωση MDADM RAID-1 μπορεί να έχει οποιοδήποτε αριθμό ανταλλακτικών συσκευών αποθήκευσης. Η συστοιχία MDADM RAID-1 αποθηκεύει τα ίδια δεδομένα σε όλες τις συσκευές αποθήκευσης που έχουν προστεθεί στη συστοιχία. Το RAID-1 μεγιστοποιεί τον πλεονασμό δεδομένων. Εφόσον μία από τις συσκευές αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-1 είναι σε καλή κατάσταση, τα δεδομένα σας θα είναι ασφαλή. Το RAID-1 χρησιμοποιείται κυρίως για την παροχή μέγιστης προστασίας για τα δεδομένα και είναι ιδανικό για εφαρμογές κρίσιμες για την αποστολή.
Οι ιδιότητες της διαμόρφωσης MDADM RAID-1 συνοψίζονται παρακάτω:
Ελάχιστες απαιτούμενες συσκευές αποθήκευσης: 2
Απαιτήσεις εφεδρικής συσκευής αποθήκευσης: Όσες χρειάζεσαι.
Ασφάλεια δεδομένων: Εξασφαλίζεται η μέγιστη ασφάλεια δεδομένων. Τα δεδομένα είναι ασφαλή εφόσον τουλάχιστον μία συσκευή αποθήκευσης είναι σε καλή κατάσταση.
Ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα ανάγνωσης όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-1.
Ταχύτητα εγγραφής δεδομένων: Ταχύτητα εγγραφής της πιο αργής συσκευής αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-1.
Διαθέσιμος χώρος στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων: Ο χώρος στο δίσκο μιας από τις συσκευές αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-1.
Ένα παράδειγμα συστοιχίας MDADM RAID-1 δίνεται στο παρακάτω σχήμα. Αν 2 Χ 100 GB Οι συσκευές αποθήκευσης χρησιμοποιούνται στη διαμόρφωση MDADM RAID-1, μπορείτε να αποθηκεύσετε περίπου 100 GB δεδομένων στη συστοιχία RAID. Αν έχετε προσθέσει 1 Χ 100 GB συσκευή αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-1 ως εφεδρική συσκευή, και μια από τις συσκευές αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-1 αποτύχει, η εφεδρική συσκευή αποθήκευσης θα γίνει η ενεργή συσκευή αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-1.
Πώς λειτουργεί το MDADM RAID-5
Για να δημιουργήσετε μια συστοιχία MDADM RAID στη διαμόρφωση RAID-5, πρέπει να έχετε τουλάχιστον τρεις συσκευές αποθήκευσης. Η διαμόρφωση MDADM RAID-5 μπορεί να περιλαμβάνει οποιοδήποτε αριθμό ανταλλακτικών συσκευών αποθήκευσης. Η συστοιχία MDADM RAID-5 υπολογίζει μια ενιαία ισοτιμία από τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στη συστοιχία και την κατανέμει μεταξύ των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία. Ένας μόνος χώρος αποθήκευσης αξίας δίσκου χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των πληροφοριών ισοτιμίας και ο υπόλοιπος χώρος στο δίσκο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση δεδομένων. Η συστοιχία MDADM RAID-5 μπορεί να ανεχθεί μία μόνο αστοχία δίσκου. Το RAID-5 μεγιστοποιεί τον χώρο αποθήκευσης δεδομένων παρέχοντας παράλληλα ασφάλεια δεδομένων. Το RAID-5 είναι αρκετά καλό για την αποθήκευση σημαντικών δεδομένων.
Οι ιδιότητες της διαμόρφωσης MDADM RAID-5 συνοψίζονται παρακάτω:
Ελάχιστες απαιτούμενες συσκευές αποθήκευσης: 3
Απαιτήσεις εφεδρικής συσκευής αποθήκευσης: Όσες χρειάζεσαι.
Ασφάλεια δεδομένων: Χρησιμοποιεί μονή ισοτιμία για να παρέχει ανοχή σε μία μόνο αστοχία δίσκου.
Ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα ανάγνωσης όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-5 μείον μία συσκευή αποθήκευσης (καθώς θα χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας και όχι πραγματικών δεδομένων).
Ταχύτητα εγγραφής δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα εγγραφής όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-5 μείον μία συσκευή αποθήκευσης (καθώς θα χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας και όχι πραγματικών δεδομένων).
Διαθέσιμος χώρος στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων: Ένας χώρος αποθήκευσης αξίας δίσκου στη συστοιχία RAID-5 χρησιμοποιείται για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας και όχι πραγματικών δεδομένων. Ο υπόλοιπος χώρος στο δίσκο της συστοιχίας RAID-5 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αποθήκευση δεδομένων.
Ένα παράδειγμα συστοιχίας MDADM RAID-5 δίνεται στο σχήμα (αριστερά) παρακάτω. Αν 3 Χ 100 GB Οι συσκευές αποθήκευσης χρησιμοποιούνται στη διαμόρφωση MDADM RAID-5, μπορείτε να αποθηκεύσετε περίπου 200 GB δεδομένων στη συστοιχία RAID. Μία συσκευή αποθήκευσης αξίας χώρου στο δίσκο – 100 GB χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των πληροφοριών ισοτιμίας της συστοιχίας RAID-5.
Εάν μια από τις συσκευές αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-5 αποτύχει, όπως φαίνεται στο μεσαίο σχήμα, τα δεδομένα σας παραμένουν προσβάσιμα. Εάν έχετε προσθέσει α 1 Χ 100 GB συσκευή αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-5 ως εφεδρική συσκευή, όπως φαίνεται στο αριστερό σχήμα, και μια από τις συσκευές αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-5 αποτυγχάνει, όπως φαίνεται στο μεσαίο σχήμα, η συσκευή αποθήκευσης ανταλλακτικών θα γίνει η ενεργή αποθήκευση συσκευή της συστοιχίας RAID-5, όπως φαίνεται στη δεξιά εικόνα.
Μόλις η Εφεδρική συσκευή αποθήκευσης γίνει Ενεργή, οι πληροφορίες ισοτιμίας θα χρησιμοποιηθούν για τον επανυπολογισμό των χαμένων δεδομένων και η συσκευή αποθήκευσης που προστέθηκε πρόσφατα θα συμπληρωθεί με τα δεδομένα που υπολογίστηκαν εκ νέου.
Πώς λειτουργεί το MDADM RAID-6
Για να δημιουργήσετε μια συστοιχία MDADM RAID στη διαμόρφωση RAID-6, πρέπει να έχετε τουλάχιστον τέσσερις συσκευές αποθήκευσης. Η διαμόρφωση MDADM RAID-6 μπορεί να έχει οποιοδήποτε αριθμό ανταλλακτικών συσκευών αποθήκευσης. Ο πίνακας MDADM RAID-6 υπολογίζει δύο σύνολα ισοτιμιών από τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στη συστοιχία και τα κατανέμει μεταξύ των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία. Ο χώρος αποθήκευσης αξίας δύο δίσκων χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των πληροφοριών ισοτιμίας και ο υπόλοιπος χώρος στο δίσκο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση δεδομένων. Η συστοιχία MDADM RAID-6 μπορεί να ανεχθεί δύο αστοχίες δίσκου το πολύ. Το RAID-6 μεγιστοποιεί τον χώρο αποθήκευσης δεδομένων, ενώ παρέχει καλύτερη ασφάλεια δεδομένων από το RAID-5. Το RAID-6 είναι πολύ καλό για την αποθήκευση σημαντικών δεδομένων.
Οι ιδιότητες της διαμόρφωσης MDADM RAID-6 συνοψίζονται παρακάτω:
Ελάχιστες απαιτούμενες συσκευές αποθήκευσης: 4
Απαιτήσεις εφεδρικής συσκευής αποθήκευσης: Όσες χρειάζεσαι.
Ασφάλεια δεδομένων: Χρησιμοποιεί διπλή ισοτιμία για να παρέχει ανοχή σε δύο αστοχίες δίσκου.
Ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα ανάγνωσης όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-6 μείον δύο συσκευές αποθήκευσης (καθώς θα χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας και όχι πραγματικών δεδομένων).
Ταχύτητα εγγραφής δεδομένων: Συνδυασμένη ταχύτητα εγγραφής όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-6 μείον δύο συσκευές αποθήκευσης (καθώς θα χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας και όχι πραγματικών δεδομένων).
Διαθέσιμος χώρος στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων: Δύο χώροι αποθήκευσης δίσκων στη συστοιχία RAID-6 χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών ισοτιμίας και όχι πραγματικών δεδομένων. Ο υπόλοιπος χώρος στο δίσκο της συστοιχίας RAID-6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αποθήκευση δεδομένων.
Ένα παράδειγμα συστοιχίας MDADM RAID-6 φαίνεται στο αριστερό σχήμα παρακάτω. Αν 4 Χ 100 GB Οι συσκευές αποθήκευσης χρησιμοποιούνται στη διαμόρφωση MDADM RAID-6, μπορείτε να αποθηκεύσετε περίπου 200 GB δεδομένων στη συστοιχία RAID. Δύο συσκευές αποθήκευσης αξίας χώρου στο δίσκο – 2x100 GB χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των πληροφοριών ισοτιμίας της συστοιχίας RAID-6.
Εάν αποτύχουν το πολύ δύο συσκευές αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-6, όπως φαίνεται στο μεσαίο σχήμα, τα δεδομένα σας παραμένουν προσβάσιμα. Εάν έχετε προσθέσει α 1 Χ 100 GB συσκευή αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-6 ως ανταλλακτική συσκευή, όπως φαίνεται στο αριστερό σχήμα, και μια από τις συσκευές αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-6 αποτύχει, η εφεδρική συσκευή αποθήκευσης θα γίνει η ενεργή συσκευή αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-6 , όπως φαίνεται στο δεξιό σχήμα.
Μόλις η εφεδρική συσκευή αποθήκευσης γίνει η ενεργή συσκευή αποθήκευσης στη συστοιχία RAID-6, οι πληροφορίες ισοτιμίας θα χρησιμοποιηθούν για τον επανυπολογισμό των χαμένων δεδομένων και η συσκευή αποθήκευσης που προστέθηκε πρόσφατα θα συμπληρωθεί με τα δεδομένα που υπολογίστηκαν εκ νέου.
Πώς λειτουργεί το MDADM RAID 1+0 ή RAID-10
Το MDADM RAID 1+0 ή RAID-10 είναι μια υβριδική διαμόρφωση RAID. Αποτελείται από συστοιχίες RAID-1 και συστοιχίες RAID-0. Μερικές από τις συσκευές αποθήκευσης σχηματίζουν συστοιχίες RAID-1 και οι συστοιχίες RAID-1 χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για να σχηματίσουν μια συστοιχία RAID-0.
Για να δημιουργήσετε μια συστοιχία RAID-10, χρειάζεστε ζυγό αριθμό συσκευών αποθήκευσης. Κάθε ζεύγος συσκευών αποθήκευσης σχηματίζει μια συστοιχία RAID-1 και όλες οι συστοιχίες RAID-1 συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μια συστοιχία RAID-0. Έτσι, δίνοντάς του το όνομα RAID-10.
Ένα παράδειγμα συστοιχίας RAID-10 ή πίνακα RAID 1+0, απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. Όπως μπορείτε να δείτε, ο δίσκος 1 (100 GB) και ο δίσκος 2 (100 GB) δημιουργούν μια συστοιχία RAID-1 με 100 GB διαθέσιμο χώρο στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων. Με τον ίδιο τρόπο, ο δίσκος 3 και ο δίσκος 4 σχηματίζουν μια άλλη συστοιχία RAID-1 (100 GB). Στη συνέχεια, οι συστοιχίες RAID-1 συνδυάζονται σε μια συστοιχία RAID-0, δίνοντάς σας 200 GB χώρου στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων.
Ένα πλεονέκτημα της συστοιχίας RAID-10 είναι ότι κάθε ζεύγος συσκευών αποθήκευσης που σχηματίζουν συστοιχίες RAID-1 είναι αρθρωτό. Μέσα σε κάθε αρθρωτή συστοιχία RAID-1, μία συσκευή αποθήκευσης μπορεί να αποτύχει, αλλά τα δεδομένα σας παραμένουν ασφαλή.
Λόγω του τρόπου με τον οποίο το RAID-1 και το RAID-0 συνεργάζονται στη συστοιχία RAID-10, σε περίπτωση αποτυχίας του δίσκου, η συστοιχία RAID μπορεί να ξαναδημιουργηθεί γρηγορότερα σε σύγκριση με το RAID-5 και το RAID-6, μόλις αντικατασταθεί ο δίσκος που έχει αποτύχει. Η ταχύτερη απόδοση ανακατασκευής οφείλεται κυρίως στον αρθρωτό σχεδιασμό του και επειδή δεν χρειάζεται να υπολογίζει πληροφορίες ισοτιμίας όπως το RAID-5 και το RAID-6. Επίσης, κατά την ανακατασκευή του RAID, η απόδοση ολόκληρης της συστοιχίας RAID παραμένει ανεπηρέαστη, σε αντίθεση με το RAID-5 και το RAID-6. Η μόνη απόδοση του ζεύγους δίσκων της συστοιχίας RAID-1 όπου ένας δίσκος απέτυχε θα επηρεαστεί.
Μπορείτε επίσης να προσθέσετε Εφεδρικές συσκευές αποθήκευσης σε συστοιχίες RAID-10. Οι εφεδρικοί δίσκοι λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο στο RAID-10 όπως και σε άλλες διαμορφώσεις MDADM RAID, όπως μπορείτε να δείτε στην παρακάτω εικόνα.
Οι ιδιότητες της διαμόρφωσης MDADM RAID-10 συνοψίζονται παρακάτω:
Ελάχιστες απαιτούμενες συσκευές αποθήκευσης: 4
Απαιτήσεις εφεδρικής συσκευής αποθήκευσης: Όσες χρειάζεσαι.
Ασφάλεια δεδομένων: Ένας δίσκος από κάθε ομάδα RAID-1 μπορεί να αποτύχει τη φορά. Έτσι, οι μισές συσκευές αποθήκευσης μπορεί να αποτύχουν και τα δεδομένα σας θα εξακολουθούν να είναι ασφαλή, εφόσον τουλάχιστον ένας δίσκος από κάθε ομάδα RAID-1 εξακολουθεί να είναι εντάξει.
Ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων: Ταχύτητα ανάγνωσης όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-10 διαιρεμένη με το 2.
Ταχύτητα εγγραφής δεδομένων: Υπολογίστε την ταχύτητα εγγραφής όλων των συσκευών αποθήκευσης που προστέθηκαν στη συστοιχία RAID-10 διαιρώντας την με το 2.
Διαθέσιμος χώρος στο δίσκο για αποθήκευση δεδομένων: Ο μισός χώρος αποθήκευσης της συστοιχίας RAID-10 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση δεδομένων.
συμπέρασμα
Έχω συζητήσει ορισμένους από τους όρους του MDADM RAID. Έχω επίσης συζητήσει πώς λειτουργούν διαφορετικοί τύποι διαμορφώσεων MDADM RAID και τις απαιτήσεις τους.