MDADM este un instrument folosit pentru a crea, gestiona și monitoriza dispozitive software RAID pe Linux, care acceptă diferite tipuri de configurații RAID.
În acest articol, voi discuta câțiva dintre termenii MDADM. Voi discuta, de asemenea, cum funcționează diferite tipuri de configurații RAID MDADM și cerințele acestora.
Dispozitive MDADM active și de rezervă
O configurație MDADM RAID poate avea dispozitive active și de rezervă. Activ și De rezervă dispozitivele lucrează împreună pentru a se asigura că datele dumneavoastră sunt protejate atunci când unul sau mai multe dispozitive de stocare adăugate la matricea RAID eșuează.
Dispozitive active: Dispozitivele de stocare pe care MDADM le folosește în prezent.
Dispozitive de rezervă: Dispozitivele de stocare pe care MDADM nu le folosește în prezent, dar vor fi adăugate la matricea RAID MDADM (ca Dispozitive active ) dacă unul sau mai multe Dispozitive active eșuează.
Principiile de funcționare ale dispozitivelor de stocare MDADM Active și Spare sunt descrise în figurile de mai jos. În figura din stânga, avem un dispozitiv de stocare MDADM RAID care este configurat cu două dispozitive de stocare de rezervă pentru siguranță. Când un dispozitiv de stocare al matricei MDADM RAID eșuează (de exemplu, discul 3 din dreapta figurii), un dispozitiv de stocare de rezervă va fi adăugat la matricea MDADM ca dispozitiv de stocare activ (de exemplu, discul 5 din dreapta figurii). ).
Tipuri RAID acceptate MDADM:
MDADM acceptă diferite tipuri de configurații RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (sau RAID 1+0)
În secțiunile următoare, voi explica cerințele pentru diferite configurații MDADM RAID și cum funcționează diferitele configurații MDADM RAID.
Cum funcționează MDADM RAID-0
Pentru a crea o matrice RAID MDADM în configurația RAID-0, trebuie să aveți cel puțin două dispozitive de stocare. Configurația MDADM RAID-0 nu necesită dispozitive de stocare de rezervă. Matricea MDADM RAID-0 distribuie datele pe toate dispozitivele de stocare adăugate matricei. RAID-0 nu oferă nicio redundanță de date. Deci, dacă oricare dintre dispozitivele de stocare din matricea RAID-0 eșuează, întreaga matrice RAID eșuează (veți pierde toate datele). RAID-0 este folosit în principal pentru a crea un dispozitiv de stocare mare din câteva dispozitive de stocare mai mici. RAID 0 nu este utilizat în aplicații critice.
Proprietățile configurației MDADM RAID-0 sunt rezumate mai jos:
Dispozitive de stocare minime necesare: 2
Cerințe pentru dispozitivele de stocare de rezervă: Nici unul
Siguranța datelor: Nici unul
Viteza de citire a datelor: Viteza de citire combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-0.
Viteza de scriere a datelor: Viteza de scriere combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-0.
Spațiu disponibil pe disc pentru stocarea datelor: Dimensiunea totală a tuturor discurilor adăugate la matricea RAID-0.
Un exemplu de matrice MDADM RAID-0 este dat în figura de mai jos. Dacă 2 X 100 GB dispozitivele de stocare sunt utilizate în configurația MDADM RAID-0, puteți stoca aproximativ 200 GB de date din matricea RAID.
Cum funcționează MDADM RAID-1
Pentru a crea o matrice RAID MDADM în configurația RAID-1, trebuie să aveți cel puțin două dispozitive de stocare. Configurația MDADM RAID-1 poate avea orice număr de dispozitive de stocare de rezervă. Matricea MDADM RAID-1 stochează aceleași date pe toate dispozitivele de stocare adăugate la matrice. RAID-1 maximizează redundanța datelor. Atâta timp cât unul dintre dispozitivele de stocare din matricea RAID-1 este în stare bună, datele dumneavoastră vor fi în siguranță. RAID-1 este folosit în principal pentru a oferi protecție maximă pentru date și este ideal pentru aplicațiile critice.
Proprietățile configurației MDADM RAID-1 sunt rezumate mai jos:
Dispozitive de stocare minime necesare: 2
Cerințe pentru dispozitivele de stocare de rezervă: Câte ai nevoie.
Siguranța datelor: Este asigurată siguranța maximă a datelor. Datele sunt sigure atâta timp cât cel puțin un dispozitiv de stocare este în stare bună.
Viteza de citire a datelor: Viteza de citire combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-1.
Viteza de scriere a datelor: Viteza de scriere a celui mai lent dispozitiv de stocare al matricei RAID-1.
Spațiu disponibil pe disc pentru stocarea datelor: Spațiul pe disc al unuia dintre dispozitivele de stocare ale matricei RAID-1.
Un exemplu de matrice MDADM RAID-1 este dat în figura de mai jos. Dacă 2 X 100 GB dispozitivele de stocare sunt utilizate în configurația MDADM RAID-1, puteți stoca aproximativ 100 GB de date din matricea RAID. Dacă ați adăugat 1 X 100 GB dispozitiv de stocare la matricea RAID-1 ca dispozitiv de rezervă și unul dintre dispozitivele de stocare ale matricei RAID-1 eșuează, dispozitivul de stocare de rezervă va deveni dispozitivul de stocare activ al matricei RAID-1.
Cum funcționează MDADM RAID-5
Pentru a crea o matrice RAID MDADM în configurația RAID-5, trebuie să aveți cel puțin trei dispozitive de stocare. Configurația MDADM RAID-5 poate include orice număr de dispozitive de stocare de rezervă. Matricea MDADM RAID-5 calculează o singură paritate din datele stocate pe matrice și o răspândește printre dispozitivele de stocare adăugate matricei. Un singur spațiu de stocare pe disc este folosit pentru stocarea informațiilor de paritate, iar restul spațiului pe disc poate fi folosit pentru stocarea datelor. Matricea MDADM RAID-5 poate tolera o singură eroare de disc. RAID-5 maximizează spațiul de stocare a datelor, oferind în același timp siguranța datelor. RAID-5 este suficient de bun pentru stocarea datelor importante.
Proprietățile configurației MDADM RAID-5 sunt rezumate mai jos:
Dispozitive de stocare minime necesare: 3
Cerințe pentru dispozitivele de stocare de rezervă: Câte ai nevoie.
Siguranța datelor: Utilizează paritatea unică pentru a oferi toleranță la defecțiunea unui singur disc.
Viteza de citire a datelor: Viteza de citire combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-5 minus un dispozitiv de stocare (deoarece va fi folosită pentru stocarea informațiilor de paritate, nu a datelor reale).
Viteza de scriere a datelor: Viteza de scriere combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-5 minus un dispozitiv de stocare (deoarece va fi folosită pentru stocarea informațiilor de paritate, nu a datelor reale).
Spațiu disponibil pe disc pentru stocarea datelor: Un spațiu de stocare în valoare de un disc în matricea RAID-5 este folosit pentru a stoca informații de paritate, nu date reale. Restul spațiului pe disc al matricei RAID-5 poate fi folosit pentru stocarea datelor.
Un exemplu de matrice MDADM RAID-5 este dat în figura (stânga) de mai jos. Dacă 3 X 100 GB dispozitivele de stocare sunt utilizate în configurația MDADM RAID-5, puteți stoca aproximativ 200 GB de date din matricea RAID. Un singur dispozitiv de stocare în valoare de spațiu pe disc – 100 GB este utilizat pentru a stoca informațiile de paritate ale matricei RAID-5.
Dacă unul dintre dispozitivele de stocare din matricea RAID-5 eșuează, așa cum se arată în figura din mijloc, datele dumneavoastră rămân accesibile. Dacă ați adăugat un 1 X 100 GB dispozitiv de stocare la matricea RAID-5 ca dispozitiv de rezervă, așa cum se arată în figura din stânga, și unul dintre dispozitivele de stocare ale matricei RAID-5 se defectează, așa cum se arată în figura din mijloc, dispozitivul de stocare de rezervă va deveni spațiu de stocare activ dispozitiv al matricei RAID-5, așa cum se arată în figura din dreapta.
Odată ce dispozitivul de stocare de rezervă devine activ, informațiile de paritate vor fi folosite pentru a recalcula datele pierdute, iar dispozitivul de stocare nou adăugat va fi populat cu datele recalculate.
Cum funcționează MDADM RAID-6
Pentru a crea o matrice RAID MDADM în configurația RAID-6, trebuie să aveți cel puțin patru dispozitive de stocare. Configurația MDADM RAID-6 poate avea orice număr de dispozitive de stocare de rezervă. Matricea MDADM RAID-6 calculează două seturi de parități din datele stocate pe matrice și le distribuie printre dispozitivele de stocare adăugate matricei. Două discuri în valoare de spațiu de stocare sunt utilizate pentru stocarea informațiilor de paritate, iar restul spațiului pe disc poate fi folosit pentru stocarea datelor. Matricea MDADM RAID-6 poate tolera cel mult două erori de disc. RAID-6 maximizează spațiul de stocare a datelor, oferind în același timp o siguranță mai bună a datelor decât RAID-5. RAID-6 este foarte bun pentru stocarea datelor importante.
Proprietățile configurației MDADM RAID-6 sunt rezumate mai jos:
Dispozitive de stocare minime necesare: 4
Cerințe pentru dispozitivele de stocare de rezervă: Câte ai nevoie.
Siguranța datelor: Utilizează paritatea dublă pentru a oferi toleranță la două erori de disc.
Viteza de citire a datelor: Viteza de citire combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-6 minus două dispozitive de stocare (deoarece vor fi folosite pentru stocarea informațiilor de paritate, nu a datelor reale).
Viteza de scriere a datelor: Viteza de scriere combinată a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-6 minus două dispozitive de stocare (deoarece va fi folosită pentru stocarea informațiilor de paritate, nu a datelor reale).
Spațiu disponibil pe disc pentru stocarea datelor: Două discuri în valoare de spațiu de stocare în matricea RAID-6 sunt folosite pentru a stoca informații de paritate, nu date reale. Restul spațiului pe disc al matricei RAID-6 poate fi folosit pentru stocarea datelor.
Un exemplu de matrice MDADM RAID-6 este prezentat în figura din stânga de mai jos. Dacă 4 X 100 GB dispozitivele de stocare sunt utilizate în configurația MDADM RAID-6, puteți stoca aproximativ 200 GB de date din matricea RAID. Două dispozitive de stocare în valoare de spațiu pe disc – 2x100 GB este folosit pentru a stoca informațiile de paritate ale matricei RAID-6.
Dacă maximum două dispozitive de stocare din matricea RAID-6 eșuează, așa cum se arată în figura din mijloc, datele dumneavoastră rămân accesibile. Dacă ați adăugat un 1 X 100 GB dispozitiv de stocare la matricea RAID-6 ca dispozitiv de rezervă, așa cum se arată în figura din stânga, și unul dintre dispozitivele de stocare ale matricei RAID-6 eșuează, dispozitivul de stocare de rezervă va deveni dispozitivul de stocare activ al matricei RAID-6 , așa cum se arată în figura din dreapta.
Odată ce dispozitivul de stocare de rezervă devine dispozitivul de stocare activ în matricea RAID-6, informațiile de paritate vor fi folosite pentru a recalcula datele pierdute, iar dispozitivul de stocare nou adăugat va fi populat cu datele recalculate.
Cum funcționează MDADM RAID 1+0 sau RAID-10
MDADM RAID 1+0, sau RAID-10, este o configurație RAID hibridă. Este compus din matrice RAID-1 și matrice RAID-0. Unele dintre dispozitivele de stocare formează matrice RAID-1, iar matricele RAID-1 sunt apoi folosite pentru a forma o matrice RAID-0.
Pentru a crea o matrice RAID-10, aveți nevoie de un număr par de dispozitive de stocare. Fiecare pereche de dispozitive de stocare formează o matrice RAID-1, iar toate matricele RAID-1 sunt combinate pentru a crea o matrice RAID-0. Astfel, dându-i numele RAID-10.
Un exemplu de matrice RAID-10, sau matrice RAID 1+0, este ilustrat în figura de mai jos. După cum puteți vedea, discul 1 (100 GB) și discul 2 (100 GB) creează o matrice RAID-1 cu 100 GB spațiu pe disc disponibil pentru stocarea datelor. În același mod, discul 3 și discul 4 formează o altă matrice RAID-1 (100 GB). Apoi, matricele RAID-1 sunt apoi combinate într-o matrice RAID-0, oferindu-vă 200 GB de spațiu pe disc pentru stocarea datelor.
Un beneficiu al matricei RAID-10 este că fiecare pereche de dispozitive de stocare care formează matricele RAID-1 este modulară. În fiecare matrice RAID-1 modulară, un dispozitiv de stocare poate eșua, dar datele dumneavoastră rămân în siguranță.
Datorită modului în care RAID-1 și RAID-0 lucrează împreună în matricea RAID-10, în caz de defecțiune a discului, matricea RAID se poate reconstrui mai rapid în comparație cu RAID-5 și RAID-6, odată ce discul eșuat este înlocuit. Performanța de reconstrucție mai rapidă se datorează în principal designului său modular și deoarece nu trebuie să calculeze informații de paritate precum RAID-5 și RAID-6. De asemenea, în timpul reconstrucției RAID, performanța întregii matrice RAID rămâne neafectată, spre deosebire de RAID-5 și RAID-6. Singura performanță a perechii de discuri a matricei RAID-1 în care un disc a eșuat va fi afectată.
De asemenea, puteți adăuga dispozitive de stocare de rezervă la matricele RAID-10. Discurile de rezervă funcționează în același mod în RAID-10 ca și în alte configurații RAID MDADM, așa cum puteți vedea în figura de mai jos.
Proprietățile configurației MDADM RAID-10 sunt rezumate mai jos:
Dispozitive de stocare minime necesare: 4
Cerințe pentru dispozitivele de stocare de rezervă: Câte ai nevoie.
Siguranța datelor: Un disc din fiecare grup RAID-1 poate eșua la un moment dat. Deci, jumătate dintre dispozitivele de stocare pot eșua, iar datele dumneavoastră vor fi în continuare în siguranță, atâta timp cât cel puțin un disc din fiecare grup RAID-1 este încă în regulă.
Viteza de citire a datelor: Viteza de citire a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate la matricea RAID-10 împărțită la 2.
Viteza de scriere a datelor: Calculați viteza de scriere a tuturor dispozitivelor de stocare adăugate matricei RAID-10 împărțind-o la 2.
Spațiu disponibil pe disc pentru stocarea datelor: Jumătate din spațiul de stocare al matricei RAID-10 poate fi folosit pentru stocarea datelor.
Concluzie
Am discutat unii dintre termenii RAID MDADM. Am discutat, de asemenea, cum funcționează diferite tipuri de configurații RAID MDADM și cerințele acestora.