MDADM is een tool die wordt gebruikt voor het maken, beheren en monitoren van software-RAID-apparaten op Linux, die verschillende soorten RAID-configuraties ondersteunen.
In dit artikel ga ik enkele MDADM-termen bespreken. Ik ga ook bespreken hoe verschillende soorten MDADM RAID-configuraties werken en wat hun vereisten zijn.
Actieve en reserve MDADM-apparaten
Een MDADM RAID-configuratie kan actieve en reserve-apparaten hebben. Actief En Reserve apparaten werken samen om ervoor te zorgen dat uw gegevens worden beschermd wanneer een of meer opslagapparaten die aan de RAID-array zijn toegevoegd, uitvallen.
Actieve apparaten: De opslagapparaten die de MDADM momenteel gebruikt.
Reserve-apparaten: De opslagapparaten die de MDADM momenteel niet gebruikt, maar die zullen worden toegevoegd aan de MDADM RAID-array (zoals Actieve apparaten ) als er één of meer zijn Actieve apparaten mislukking.
De werkingsprincipes van MDADM Active en Spare-opslagapparaten worden beschreven in de onderstaande afbeeldingen. In de linkerafbeelding hebben we een MDADM RAID met 4 opslagapparaten die is geconfigureerd met twee reserveopslagapparaten voor fail-safety. Wanneer een opslagapparaat van de MDADM RAID-array defect raakt (bijvoorbeeld schijf 3 aan de rechterkant van de afbeelding), wordt een reserve-opslagapparaat aan de MDADM-array toegevoegd als een actief opslagapparaat (bijvoorbeeld schijf 5 aan de rechterkant van de afbeelding). ).
Door MDADM ondersteunde RAID-typen:
MDADM ondersteunt verschillende soorten RAID-configuraties:
- RAID-0
- RAID-1
- RAID-5
- RAID-6
- RAID 10 (of RAID 1+0)
In de volgende secties ga ik de vereisten voor verschillende MDADM RAID-configuraties uitleggen en hoe verschillende MDADM RAID-configuraties werken.
Hoe MDADM RAID-0 werkt
Om een MDADM RAID-array in de RAID-0-configuratie te maken, moet u over minimaal twee opslagapparaten beschikken. Voor de MDADM RAID-0-configuratie zijn geen reserveopslagapparaten nodig. De MDADM RAID-0-array verspreidt de gegevens over alle opslagapparaten die aan de array zijn toegevoegd. RAID-0 biedt geen gegevensredundantie. Dus als een van de opslagapparaten in de RAID-0-array uitvalt, valt de hele RAID-array uit (u raakt alle gegevens kwijt). RAID-0 wordt voornamelijk gebruikt om van een paar kleinere opslagapparaten een groot opslagapparaat te maken. RAID 0 wordt niet gebruikt in bedrijfskritische toepassingen.
De eigenschappen van de MDADM RAID-0-configuratie worden hieronder samengevat:
Minimaal vereiste opslagapparaten: 2
Vereisten voor reserveopslagapparaten: Geen
Gegevensveiligheid: Geen
Gegevensleessnelheid: Gecombineerde leessnelheid van alle opslagapparaten die aan de RAID-0-array zijn toegevoegd.
Gegevensschrijfsnelheid: Gecombineerde schrijfsnelheid van alle opslagapparaten die aan de RAID-0-array zijn toegevoegd.
Beschikbare schijfruimte voor gegevensopslag: De totale grootte van alle schijven die aan de RAID-0-array zijn toegevoegd.
Een voorbeeld van een MDADM RAID-0-array wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Als 2 X 100 GB opslagapparaten worden gebruikt in de MDADM RAID-0-configuratie, kunt u ongeveer opslaan 200 GB van gegevens in de RAID-array.
Hoe MDADM RAID-1 werkt
Om een MDADM RAID-array in de RAID-1-configuratie te maken, moet u over minimaal twee opslagapparaten beschikken. De MDADM RAID-1-configuratie kan een willekeurig aantal reserveopslagapparaten bevatten. De MDADM RAID-1-array slaat dezelfde gegevens op op alle opslagapparaten die aan de array zijn toegevoegd. RAID-1 maximaliseert gegevensredundantie. Zolang een van de opslagapparaten in de RAID-1-array in goede staat verkeert, zijn uw gegevens veilig. RAID-1 wordt voornamelijk gebruikt om maximale bescherming van de gegevens te bieden en is ideaal voor bedrijfskritische toepassingen.
De eigenschappen van de MDADM RAID-1-configuratie worden hieronder samengevat:
Minimaal vereiste opslagapparaten: 2
Vereisten voor reserveopslagapparaten: Zoveel als je nodig hebt.
Gegevensveiligheid: Maximale gegevensveiligheid is gegarandeerd. Gegevens zijn veilig zolang ten minste één opslagapparaat in goede staat verkeert.
Gegevensleessnelheid: Gecombineerde leessnelheid van alle opslagapparaten die aan de RAID-1-array zijn toegevoegd.
Gegevensschrijfsnelheid: Schrijfsnelheid van het langzaamste opslagapparaat van de RAID-1-array.
Beschikbare schijfruimte voor gegevensopslag: De schijfruimte van een van de opslagapparaten van de RAID-1-array.
Een voorbeeld van een MDADM RAID-1-array wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Als 2 X 100 GB opslagapparaten worden gebruikt in de MDADM RAID-1-configuratie, u kunt ongeveer opslaan 100 GB van gegevens in de RAID-array. Als je hebt toegevoegd 1 X 100 GB opslagapparaat naar de RAID-1-array als reserveapparaat en een van de opslagapparaten van de RAID-1-array faalt, wordt het reserve-opslagapparaat het actieve opslagapparaat van de RAID-1-array.
Hoe MDADM RAID-5 werkt
Om een MDADM RAID-array in de RAID-5-configuratie te maken, moet u over minimaal drie opslagapparaten beschikken. De MDADM RAID-5-configuratie kan een willekeurig aantal reserveopslagapparaten bevatten. De MDADM RAID-5-array berekent één enkele pariteit uit de gegevens die op de array zijn opgeslagen en verspreidt deze over de opslagapparaten die aan de array zijn toegevoegd. Eén schijfruimte aan opslagruimte wordt gebruikt voor het opslaan van de pariteitsinformatie, en de rest van de schijfruimte kan worden gebruikt voor het opslaan van gegevens. De MDADM RAID-5-array kan een enkele schijffout verdragen. RAID-5 maximaliseert de gegevensopslagruimte en biedt tegelijkertijd gegevensveiligheid. RAID-5 is goed genoeg voor het opslaan van belangrijke gegevens.
De eigenschappen van de MDADM RAID-5-configuratie worden hieronder samengevat:
Minimaal vereiste opslagapparaten: 3
Vereisten voor reserveopslagapparaten: Zoveel als je nodig hebt.
Gegevensveiligheid: Maakt gebruik van enkele pariteit om tolerantie te bieden voor een enkele schijfstoring.
Gegevensleessnelheid: Gecombineerde leessnelheid van alle opslagapparaten toegevoegd aan de RAID-5-array minus één opslagapparaat (aangezien dit wordt gebruikt voor het opslaan van pariteitsinformatie, niet voor daadwerkelijke gegevens).
Gegevensschrijfsnelheid: Gecombineerde schrijfsnelheid van alle opslagapparaten toegevoegd aan de RAID-5-array minus één opslagapparaat (aangezien dit zal worden gebruikt voor het opslaan van pariteitsinformatie, niet voor daadwerkelijke gegevens).
Beschikbare schijfruimte voor gegevensopslag: Eén schijf aan opslagruimte in de RAID-5-array wordt gebruikt om pariteitsinformatie op te slaan, niet om daadwerkelijke gegevens. De rest van de schijfruimte van de RAID-5-array kan worden gebruikt voor gegevensopslag.
Een voorbeeld van een MDADM RAID-5-array wordt gegeven in de onderstaande afbeelding (links). Als 3 X 100 GB opslagapparaten worden gebruikt in de MDADM RAID-5-configuratie, u kunt ongeveer opslaan 200 GB van gegevens in de RAID-array. Eén opslagapparaat aan schijfruimte – 100 GB wordt gebruikt om de pariteitsinformatie van de RAID-5-array op te slaan.
Als een van de opslagapparaten in de RAID-5-array uitvalt, zoals weergegeven in de middelste afbeelding, blijven uw gegevens toegankelijk. Als u een 1 X 100 GB opslagapparaat naar de RAID-5-array als reserveapparaat, zoals weergegeven in de linkerafbeelding, en een van de opslagapparaten van de RAID-5-array faalt, zoals weergegeven in de middelste afbeelding, wordt het reserveopslagapparaat het actieve opslagapparaat apparaat van de RAID-5-array, zoals weergegeven in de rechterafbeelding.
Zodra het reserveopslagapparaat actief wordt, wordt de pariteitsinformatie gebruikt om de verloren gegevens opnieuw te berekenen en wordt het nieuw toegevoegde opslagapparaat gevuld met de opnieuw berekende gegevens.
Hoe MDADM RAID-6 werkt
Om een MDADM RAID-array in de RAID-6-configuratie te maken, moet u over minimaal vier opslagapparaten beschikken. De MDADM RAID-6-configuratie kan een willekeurig aantal reserveopslagapparaten bevatten. De MDADM RAID-6-array berekent twee sets pariteiten uit de gegevens die op de array zijn opgeslagen en verspreidt deze over de opslagapparaten die aan de array zijn toegevoegd. Er wordt twee schijven aan opslagruimte gebruikt voor het opslaan van de pariteitsinformatie, en de rest van de schijfruimte kan worden gebruikt voor het opslaan van gegevens. De MDADM RAID-6-array kan maximaal twee schijffouten tolereren. RAID-6 maximaliseert de gegevensopslagruimte en biedt tegelijkertijd een betere gegevensveiligheid dan RAID-5. RAID-6 is erg goed voor het opslaan van belangrijke gegevens.
De eigenschappen van de MDADM RAID-6-configuratie worden hieronder samengevat:
Minimaal vereiste opslagapparaten: 4
Vereisten voor reserveopslagapparaten: Zoveel als je nodig hebt.
Gegevensveiligheid: Maakt gebruik van dubbele pariteit om tolerantie voor twee schijfstoringen te bieden.
Gegevensleessnelheid: Gecombineerde leessnelheid van alle opslagapparaten toegevoegd aan de RAID-6-array minus twee opslagapparaten (aangezien deze zullen worden gebruikt voor het opslaan van pariteitsinformatie, niet voor daadwerkelijke gegevens).
Gegevensschrijfsnelheid: Gecombineerde schrijfsnelheid van alle opslagapparaten toegevoegd aan de RAID-6-array minus twee opslagapparaten (aangezien deze zullen worden gebruikt voor het opslaan van pariteitsinformatie, niet voor daadwerkelijke gegevens).
Beschikbare schijfruimte voor gegevensopslag: Twee schijven aan opslagruimte in de RAID-6-array worden gebruikt om pariteitsinformatie op te slaan, niet om daadwerkelijke gegevens. De rest van de schijfruimte van de RAID-6-array kan worden gebruikt voor gegevensopslag.
Een voorbeeld van een MDADM RAID-6-array wordt weergegeven in de linkerfiguur hieronder. Als 4 X 100 GB opslagapparaten worden gebruikt in de MDADM RAID-6-configuratie, u kunt ongeveer opslaan 200 GB van gegevens in de RAID-array. Twee opslagapparaten aan schijfruimte – 2x100 GB wordt gebruikt om de pariteitsinformatie van de RAID-6-array op te slaan.
Als maximaal twee opslagapparaten in de RAID-6-array uitvallen, zoals weergegeven in de middelste afbeelding, blijven uw gegevens toegankelijk. Als u een 1 X 100 GB opslagapparaat naar de RAID-6-array als reserveapparaat, zoals weergegeven in de linkerafbeelding, en een van de opslagapparaten van de RAID-6-array faalt, wordt het reserve-opslagapparaat het actieve opslagapparaat van de RAID-6-array , zoals weergegeven in de rechter figuur.
Zodra het reserveopslagapparaat het actieve opslagapparaat in de RAID-6-array wordt, wordt de pariteitsinformatie gebruikt om de verloren gegevens opnieuw te berekenen en wordt het nieuw toegevoegde opslagapparaat gevuld met de opnieuw berekende gegevens.
Hoe MDADM RAID 1+0 of RAID-10 werkt
MDADM RAID 1+0, of RAID-10, is een hybride RAID-configuratie. Het is samengesteld uit RAID-1-arrays en RAID-0-arrays. Sommige opslagapparaten vormen RAID-1-arrays en de RAID-1-arrays worden vervolgens gebruikt om een RAID-0-array te vormen.
Om een RAID-10-array te maken, hebt u een even aantal opslagapparaten nodig. Elk paar opslagapparaten vormt een RAID-1-array en alle RAID-1-arrays worden gecombineerd om een RAID-0-array te creëren. Daarom kreeg het de naam RAID-10.
Een voorbeeld van een RAID-10-array, of RAID 1+0-array, wordt geïllustreerd in de onderstaande afbeelding. Zoals u kunt zien, creëren schijf 1 (100 GB) en schijf 2 (100 GB) een RAID-1-array met 100 GB schijfruimte beschikbaar voor gegevensopslag. Op dezelfde manier vormen schijf 3 en schijf 4 een andere RAID-1-array (100 GB). Vervolgens worden de RAID-1-arrays gecombineerd tot een RAID-0-array, waardoor u 200 GB schijfruimte krijgt voor gegevensopslag.
Een voordeel van de RAID-10-array is dat elk paar opslagapparaten die een RAID-1-array vormen, modulair is. Binnen elke modulaire RAID-1-array kan één opslagapparaat uitvallen, maar uw gegevens blijven veilig.
Vanwege de manier waarop RAID-1 en RAID-0 samenwerken in de RAID-10-array, kan de RAID-array zichzelf in geval van een schijfstoring sneller opnieuw opbouwen in vergelijking met RAID-5 en RAID-6, zodra de defecte schijf is vervangen. De snellere herbouwprestaties zijn voornamelijk te danken aan het modulaire ontwerp en omdat er geen pariteitsinformatie zoals RAID-5 en RAID-6 hoeft te worden berekend. Bovendien blijven de prestaties van de gehele RAID-array tijdens het opnieuw opbouwen van de RAID onaangetast, in tegenstelling tot RAID-5 en RAID-6. De enige prestatie van het schijvenpaar van de RAID-1-array waarbij een schijf defect is, wordt beïnvloed.
U kunt ook reserveopslagapparaten toevoegen aan RAID-10-arrays. Reserveschijven werken in RAID-10 op dezelfde manier als in andere MDADM RAID-configuraties, zoals je kunt zien in de onderstaande afbeelding.
De eigenschappen van de MDADM RAID-10-configuratie worden hieronder samengevat:
Minimaal vereiste opslagapparaten: 4
Vereisten voor reserveopslagapparaten: Zoveel als je nodig hebt.
Gegevensveiligheid: Eén schijf van elke RAID-1-groep kan tegelijk defect raken. De helft van de opslagapparaten kan dus uitvallen en uw gegevens zijn nog steeds veilig zolang ten minste één schijf van elke RAID-1-groep nog in orde is.
Gegevensleessnelheid: Leessnelheid van alle opslagapparaten die aan de RAID-10-array zijn toegevoegd, gedeeld door 2.
Gegevensschrijfsnelheid: Bereken de schrijfsnelheid van alle opslagapparaten die aan de RAID-10-array zijn toegevoegd door deze door 2 te delen.
Beschikbare schijfruimte voor gegevensopslag: De helft van de opslagruimte van de RAID-10-array kan worden gebruikt voor het opslaan van gegevens.
Conclusie
Ik heb enkele MDADM RAID-termen besproken. Ik heb ook besproken hoe verschillende soorten MDADM RAID-configuraties werken en wat hun vereisten zijn.