MDADM je orodje, ki se uporablja za ustvarjanje, upravljanje in spremljanje programskih naprav RAID v sistemu Linux, ki podpira različne vrste konfiguracij RAID.
V tem članku bom razpravljal o nekaterih izrazih MDADM. Razpravljal bom tudi o delovanju različnih vrst konfiguracij MDADM RAID in njihovih zahtevah.
Aktivne in rezervne naprave MDADM
Konfiguracija MDADM RAID ima lahko aktivne in rezervne naprave. Aktiven in Rezervni naprave delujejo skupaj, da zagotovijo zaščito vaših podatkov, ko ena ali več naprav za shranjevanje, dodanih v polje RAID, odpove.
Aktivne naprave: Naprave za shranjevanje, ki jih MDADM trenutno uporablja.
Rezervne naprave: Naprave za shranjevanje, ki jih MDADM trenutno ne uporablja, vendar bodo dodane v polje MDADM RAID (kot Aktivne naprave ), če enega ali več Aktivne naprave spodleteti.
Načela delovanja naprav za shranjevanje MDADM Active in Spare so opisana na spodnjih slikah. Na levi sliki imamo 4-shranjevalno napravo MDADM RAID, ki je konfigurirana z dvema rezervnima shranjevalnima napravama za varnost pred napakami. Ko naprava za shranjevanje matrike MDADM RAID odpove (npr. disk 3 na desni strani slike), bo nadomestna naprava za shranjevanje dodana v polje MDADM kot aktivna naprava za shranjevanje (npr. disk 5 na desni strani slike). ).
MDADM podprte vrste RAID:
MDADM podpira različne vrste konfiguracij RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (ali RAID 1+0)
V naslednjih razdelkih bom razložil zahteve za različne konfiguracije RAID MDADM in kako delujejo različne konfiguracije RAID MDADM.
Kako deluje MDADM RAID-0
Če želite ustvariti polje MDADM RAID v konfiguraciji RAID-0, morate imeti vsaj dve napravi za shranjevanje. Konfiguracija MDADM RAID-0 ne potrebuje rezervnih naprav za shranjevanje. Niz MDADM RAID-0 širi podatke po vseh napravah za shranjevanje, dodanih v niz. RAID-0 ne zagotavlja redundance podatkov. Torej, če katera koli od naprav za shranjevanje v polju RAID-0 odpove, odpove celotno polje RAID (izgubili boste vse podatke). RAID-0 se v glavnem uporablja za ustvarjanje velike pomnilniške naprave iz nekaj manjših pomnilniških naprav. RAID 0 se ne uporablja v kritičnih aplikacijah.
Lastnosti konfiguracije MDADM RAID-0 so povzete spodaj:
Najmanjše zahtevane naprave za shranjevanje: 2
Zahteve za rezervno napravo za shranjevanje: Noben
Varnost podatkov: Noben
Hitrost branja podatkov: Skupna hitrost branja vseh naprav za shranjevanje, dodanih v polje RAID-0.
Hitrost zapisovanja podatkov: Kombinirana hitrost zapisovanja vseh pomnilniških naprav, dodanih v polje RAID-0.
Razpoložljiv prostor na disku za shranjevanje podatkov: Skupna velikost vseh diskov, dodanih v polje RAID-0.
Primer matrike MDADM RAID-0 je podan na spodnji sliki. če 2 x 100 GB naprav za shranjevanje, ki se uporabljajo v konfiguraciji MDADM RAID-0, lahko shranite približno 200 GB podatkov v polju RAID.
Kako deluje MDADM RAID-1
Če želite ustvariti polje MDADM RAID v konfiguraciji RAID-1, morate imeti vsaj dve napravi za shranjevanje. Konfiguracija MDADM RAID-1 ima lahko poljubno število rezervnih naprav za shranjevanje. Niz MDADM RAID-1 hrani iste podatke na vseh napravah za shranjevanje, dodanih v niz. RAID-1 poveča redundanco podatkov. Dokler je ena od naprav za shranjevanje v polju RAID-1 v dobrem stanju, bodo vaši podatki varni. RAID-1 se uporablja predvsem za zagotavljanje največje zaščite podatkov in je idealen za kritične aplikacije.
Lastnosti konfiguracije MDADM RAID-1 so povzete spodaj:
Najmanjše zahtevane naprave za shranjevanje: 2
Zahteve za rezervno napravo za shranjevanje: Kolikor jih potrebujete.
Varnost podatkov: Zagotovljena je maksimalna varnost podatkov. Podatki so varni, dokler je vsaj ena naprava za shranjevanje v dobrem stanju.
Hitrost branja podatkov: Skupna hitrost branja vseh naprav za shranjevanje, dodanih v polje RAID-1.
Hitrost zapisovanja podatkov: Hitrost zapisovanja najpočasnejše naprave za shranjevanje v polju RAID-1.
Razpoložljiv prostor na disku za shranjevanje podatkov: Prostor na disku ene od pomnilniških naprav matrike RAID-1.
Primer matrike MDADM RAID-1 je podan na spodnji sliki. če 2 x 100 GB naprav za shranjevanje, ki se uporabljajo v konfiguraciji MDADM RAID-1, lahko shranite približno 100 GB podatkov v polju RAID. Če ste dodali 1 x 100 GB pomnilniško napravo v polje RAID-1 kot rezervno napravo in ena od pomnilniških naprav polja RAID-1 odpove, bo rezervna pomnilniška naprava postala aktivna pomnilniška naprava polja RAID-1.
Kako deluje MDADM RAID-5
Če želite ustvariti polje MDADM RAID v konfiguraciji RAID-5, morate imeti vsaj tri pomnilniške naprave. Konfiguracija MDADM RAID-5 lahko vključuje poljubno število rezervnih naprav za shranjevanje. Matrika MDADM RAID-5 izračuna eno pariteto iz podatkov, shranjenih v matriki, in jih razporedi med naprave za shranjevanje, dodane v matriko. En sam prostor za shranjevanje na disku se uporablja za shranjevanje informacij o pariteti, preostali prostor na disku pa se lahko uporabi za shranjevanje podatkov. Niz MDADM RAID-5 lahko prenese napako enega diska. RAID-5 poveča prostor za shranjevanje podatkov, hkrati pa zagotavlja varnost podatkov. RAID-5 je dovolj dober za shranjevanje pomembnih podatkov.
Lastnosti konfiguracije MDADM RAID-5 so povzete spodaj:
Najmanjše zahtevane naprave za shranjevanje: 3
Zahteve za rezervno napravo za shranjevanje: Kolikor jih potrebujete.
Varnost podatkov: Uporablja enotno pariteto za zagotavljanje tolerance do napake enega diska.
Hitrost branja podatkov: Skupna hitrost branja vseh naprav za shranjevanje, dodanih v polje RAID-5, minus ena naprava za shranjevanje (saj bo uporabljena za shranjevanje informacij o pariteti, ne dejanskih podatkov).
Hitrost zapisovanja podatkov: Skupna hitrost zapisovanja vseh pomnilniških naprav, dodanih v polje RAID-5, minus ena pomnilniška naprava (saj bo uporabljena za shranjevanje informacij o pariteti, ne dejanskih podatkov).
Razpoložljiv prostor na disku za shranjevanje podatkov: Prostor za shranjevanje v vrednosti enega diska v polju RAID-5 se uporablja za shranjevanje informacij o pariteti, ne dejanskih podatkov. Preostali prostor na disku matrike RAID-5 lahko uporabite za shranjevanje podatkov.
Primer matrike MDADM RAID-5 je podan na spodnji sliki (levo). če 3 x 100 GB naprav za shranjevanje, ki se uporabljajo v konfiguraciji MDADM RAID-5, lahko shranite približno 200 GB podatkov v polju RAID. Ena naprava za shranjevanje vredna prostora na disku – 100 GB se uporablja za shranjevanje informacij o pariteti polja RAID-5.
Če ena od naprav za shranjevanje v polju RAID-5 odpove, kot je prikazano na srednji sliki, vaši podatki ostanejo dostopni. Če ste dodali a 1 x 100 GB pomnilniško napravo v polje RAID-5 kot rezervno napravo, kot je prikazano na levi sliki, in ena od pomnilniških naprav polja RAID-5 odpove, kot je prikazano na srednji sliki, bo rezervna pomnilniška naprava postala aktivni pomnilnik naprave polja RAID-5, kot je prikazano na desni sliki.
Ko nadomestna shranjevalna naprava postane aktivna, bodo informacije o pariteti uporabljene za ponovni izračun izgubljenih podatkov in na novo dodana shranjevalna naprava bo zapolnjena s ponovno izračunanimi podatki.
Kako deluje MDADM RAID-6
Če želite ustvariti polje MDADM RAID v konfiguraciji RAID-6, morate imeti vsaj štiri pomnilniške naprave. Konfiguracija MDADM RAID-6 ima lahko poljubno število rezervnih naprav za shranjevanje. Matrika MDADM RAID-6 izračuna dva niza paritet iz podatkov, shranjenih v matriki, in ju porazdeli med naprave za shranjevanje, dodane v matriko. Dva prostora za shranjevanje na disku se uporabljata za shranjevanje informacij o pariteti, preostali prostor na disku pa se lahko uporabi za shranjevanje podatkov. Polje MDADM RAID-6 lahko prenese največ dve okvari diska. RAID-6 poveča prostor za shranjevanje podatkov, hkrati pa zagotavlja boljšo varnost podatkov kot RAID-5. RAID-6 je zelo dober za shranjevanje pomembnih podatkov.
Lastnosti konfiguracije MDADM RAID-6 so povzete spodaj:
Najmanjše zahtevane naprave za shranjevanje: 4
Zahteve za rezervno napravo za shranjevanje: Kolikor jih potrebujete.
Varnost podatkov: Uporablja dvojno pariteto za zagotavljanje tolerance dveh okvar diska.
Hitrost branja podatkov: Skupna hitrost branja vseh pomnilniških naprav, dodanih v polje RAID-6, brez dveh pomnilniških naprav (ker bosta uporabljeni za shranjevanje informacij o pariteti, ne dejanskih podatkov).
Hitrost zapisovanja podatkov: Skupna hitrost zapisovanja vseh pomnilniških naprav, dodanih v polje RAID-6, brez dveh pomnilniških naprav (saj bosta uporabljeni za shranjevanje informacij o pariteti, ne dejanskih podatkov).
Razpoložljiv prostor na disku za shranjevanje podatkov: Dva prostora za shranjevanje v vrednosti dveh diskov v polju RAID-6 se uporabljata za shranjevanje informacij o pariteti, ne dejanskih podatkov. Preostali prostor na disku matrike RAID-6 lahko uporabite za shranjevanje podatkov.
Primer matrike MDADM RAID-6 je prikazan na levi sliki spodaj. če 4 x 100 GB naprav za shranjevanje, ki se uporabljajo v konfiguraciji MDADM RAID-6, lahko shranite približno 200 GB podatkov v polju RAID. Prostor na disku v vrednosti dveh pomnilniških naprav – 2x100GB se uporablja za shranjevanje informacij o pariteti polja RAID-6.
Če odpove največ dve napravi za shranjevanje v polju RAID-6, kot je prikazano na srednji sliki, vaši podatki ostanejo dostopni. Če ste dodali a 1 x 100 GB pomnilniško napravo v polje RAID-6 kot rezervno napravo, kot je prikazano na levi sliki, in ena od pomnilniških naprav polja RAID-6 odpove, bo rezervna pomnilniška naprava postala aktivna pomnilniška naprava polja RAID-6. , kot je prikazano na desni sliki.
Ko nadomestna shranjevalna naprava postane aktivna shranjevalna naprava v polju RAID-6, bodo informacije o pariteti uporabljene za ponoven izračun izgubljenih podatkov in na novo dodana shranjevalna naprava bo zapolnjena s preračunanimi podatki.
Kako deluje MDADM RAID 1+0 ali RAID-10
MDADM RAID 1+0 ali RAID-10 je hibridna konfiguracija RAID. Sestavljen je iz nizov RAID-1 in nizov RAID-0. Nekatere naprave za shranjevanje tvorijo polja RAID-1, polja RAID-1 pa se nato uporabijo za oblikovanje polja RAID-0.
Če želite ustvariti polje RAID-10, potrebujete sodo število naprav za shranjevanje. Vsak par pomnilniških naprav tvori niz RAID-1, vsi nizi RAID-1 pa so združeni v niz RAID-0. Tako je dobil ime RAID-10.
Primer polja RAID-10 ali polja RAID 1+0 je prikazan na spodnji sliki. Kot lahko vidite, disk 1 (100 GB) in disk 2 (100 GB) ustvarita polje RAID-1 s 100 GB prostora na disku, ki je na voljo za shranjevanje podatkov. Na enak način disk 3 in disk 4 tvorita drugo polje RAID-1 (100 GB). Nato se polja RAID-1 združijo v polje RAID-0, kar vam daje 200 GB prostora na disku za shranjevanje podatkov.
Ena od prednosti polja RAID-10 je, da je vsak par pomnilniških naprav, ki tvorijo polja RAID-1, modularen. Znotraj vsakega modularnega polja RAID-1 lahko ena naprava za shranjevanje odpove, vendar vaši podatki ostanejo varni.
Zaradi načina, na katerega RAID-1 in RAID-0 delujeta skupaj v polju RAID-10, se lahko v primeru okvare diska polje RAID obnovi hitreje v primerjavi z RAID-5 in RAID-6, ko se okvarjeni disk zamenja. Hitrejša zmogljivost obnove je predvsem posledica njegove modularne zasnove in ker mu ni treba izračunati paritetnih informacij, kot sta RAID-5 in RAID-6. Tudi pri obnovi RAID-a zmogljivost celotnega polja RAID ostane nespremenjena, za razliko od RAID-5 in RAID-6. Prizadeta bo edina zmogljivost diskovnega para polja RAID-1, kjer je disk odpovedal.
V polja RAID-10 lahko dodate tudi rezervne pomnilniške naprave. Nadomestni diski delujejo na enak način v RAID-10 kot v drugih konfiguracijah RAID MDADM, kot lahko vidite na spodnji sliki.
Lastnosti konfiguracije MDADM RAID-10 so povzete spodaj:
Najmanjše zahtevane naprave za shranjevanje: 4
Zahteve za rezervno napravo za shranjevanje: Kolikor jih potrebujete.
Varnost podatkov: En disk vsake skupine RAID-1 lahko naenkrat odpove. Torej lahko odpove polovica naprav za shranjevanje in vaši podatki bodo še vedno varni, dokler je vsaj en disk vsake skupine RAID-1 še vedno v redu.
Hitrost branja podatkov: Hitrost branja vseh naprav za shranjevanje, dodanih v polje RAID-10, deljena z 2.
Hitrost zapisovanja podatkov: Izračunajte hitrost zapisovanja vseh naprav za shranjevanje, dodanih v polje RAID-10, tako da jo delite z 2.
Razpoložljiv prostor na disku za shranjevanje podatkov: Polovico pomnilniškega prostora polja RAID-10 je mogoče uporabiti za shranjevanje podatkov.
Zaključek
Razpravljal sem o nekaterih izrazih MDADM RAID. Razpravljal sem tudi o delovanju različnih vrst konfiguracij RAID MDADM in njihovih zahtevah.