איך MDADM RAID עובד על לינוקס

MDADM הוא כלי המשמש ליצירה, ניהול וניטור התקני RAID של תוכנות בלינוקס, התומך בסוגים שונים של תצורות RAID.

במאמר זה, אני הולך לדון בכמה ממונחי MDADM. אני גם הולך לדון כיצד סוגים שונים של תצורות MDADM RAID פועלים והדרישות שלהם.

התקני MDADM פעילים וחילופיים

תצורת MDADM RAID יכולה לכלול התקנים פעילים וחילופיים. פָּעִיל ו נוֹסָף התקנים עובדים יחד כדי להבטיח שהנתונים שלך מוגנים כאשר אחד או יותר התקני אחסון שנוספו למערך ה-RAID נכשלים.

מכשירים פעילים: התקני האחסון שבהם ה- MDADM משתמש כעת.

מכשירי חילוף: התקני האחסון שבהם ה-MDADM אינו משתמש כעת אך הם יתווספו למערך ה-MADM RAID (כמו מכשירים פעילים ) אם אחד או יותר מכשירים פעילים לְהִכָּשֵׁל.

עקרונות העבודה של התקני אחסון MDADM Active ו-Sparae מתוארים באיורים שלהלן. באיור השמאלי, יש לנו מכשיר MDADM RAID של 4 אחסון שמוגדר עם שני התקני אחסון רזרביים לבטיחות כשל. כאשר התקן אחסון של מערך MDADM RAID נכשל (למשל, דיסק 3 בצד ימין של האיור), התקן אחסון Spare יתווסף למערך MDADM כהתקן אחסון פעיל (למשל, דיסק 5 בצד ימין של האיור ).

סוגי RAID נתמכים ב-MDADM:

MDADM תומך בסוגים שונים של תצורות RAID:

• RAID 0
• RAID 1
• RAID 5
• RAID 6
• RAID 10 (או RAID 1+0)

בסעיפים הבאים, אני הולך להסביר את הדרישות עבור תצורות MDADM RAID שונות וכיצד פועלות תצורות MDADM RAID שונות.

איך MDADM RAID-0 עובד

כדי ליצור מערך MDADM RAID בתצורת RAID-0, עליך להיות בעל שני התקני אחסון לפחות. תצורת MDADM RAID-0 אינה זקוקה לאף התקני אחסון Spare. מערך MDADM RAID-0 מפזר את הנתונים על פני כל התקני האחסון שנוספו למערך. RAID-0 אינו מספק יתירות נתונים כלשהי. לכן, אם אחד מהתקני האחסון במערך RAID-0 נכשל, מערך ה-RAID כולו נכשל (תאבד את כל הנתונים). RAID-0 משמש בעיקר ליצירת התקן אחסון גדול מכמה התקני אחסון קטנים יותר. RAID 0 אינו בשימוש ביישומים קריטיים למשימה.

המאפיינים של תצורת MDADM RAID-0 מסוכמים להלן:

מינימום התקני אחסון נדרשים: 2

דרישות התקן אחסון חלופי: אף אחד

בטיחות נתונים: אף אחד

מהירות קריאת נתונים: מהירות קריאה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-0.

מהירות כתיבת נתונים: מהירות כתיבה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-0.

שטח דיסק פנוי לאחסון נתונים: הגודל הכולל של כל הדיסקים שנוספו למערך RAID-0.

דוגמה למערך MDADM RAID-0 ניתנת באיור שלהלן. אם 2 איקס 100GB התקני אחסון משמשים בתצורת MDADM RAID-0, אתה יכול לאחסן בערך 200GB של נתונים במערך RAID.

איך MDADM RAID-1 עובד

כדי ליצור מערך MDADM RAID בתצורת RAID-1, עליך להיות בעל שני התקני אחסון לפחות. לתצורת MDADM RAID-1 יכולה להיות כל מספר של התקני אחסון ספייר. מערך MDADM RAID-1 מאחסן את אותם נתונים בכל התקני האחסון שנוספו למערך. RAID-1 ממקסם את יתירות הנתונים. כל עוד אחד מהתקני האחסון במערך RAID-1 במצב תקין, הנתונים שלך יהיו בטוחים. RAID-1 משמש בעיקר כדי לספק הגנה מרבית על הנתונים ואידיאלי עבור יישומים קריטיים למשימה.

המאפיינים של תצורת MDADM RAID-1 מסוכמים להלן:

מינימום התקני אחסון נדרשים: 2

דרישות התקן אחסון חלופי: כמה שאתה צריך.

בטיחות נתונים: בטיחות נתונים מרבית מובטחת. הנתונים בטוחים כל עוד לפחות התקן אחסון אחד במצב טוב.

מהירות קריאת נתונים: מהירות קריאה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-1.

מהירות כתיבת נתונים: מהירות הכתיבה של התקן האחסון האיטי ביותר של מערך RAID-1.

שטח דיסק פנוי לאחסון נתונים: שטח הדיסק של אחד מהתקני האחסון של מערך RAID-1.

דוגמה למערך MDADM RAID-1 ניתנת באיור שלהלן. אם 2 איקס 100GB התקני אחסון משמשים בתצורת MDADM RAID-1, אתה יכול לאחסן בערך 100GB של נתונים במערך RAID. אם הוספת 1 איקס 100GB התקן אחסון למערך RAID-1 כהתקן ספייר, ואחד מהתקני האחסון של מערך RAID-1 נכשל, התקן האחסון הספציפי יהפוך להתקן האחסון הפעיל של מערך RAID-1.

איך MDADM RAID-5 עובד

כדי ליצור מערך MDADM RAID בתצורת RAID-5, עליך להחזיק לפחות שלושה התקני אחסון. תצורת MDADM RAID-5 יכולה לכלול כל מספר של התקני אחסון Spare. מערך MDADM RAID-5 מחשב זוגיות בודדת מתוך הנתונים המאוחסנים במערך ומפיץ אותו בין התקני האחסון שנוספו למערך. שטח אחסון בדיסק בודד משמש לאחסון מידע הזוגיות, ושאר שטח הדיסק יכול לשמש לאחסון נתונים. מערך MDADM RAID-5 יכול לסבול כשל בדיסק בודד. RAID-5 ממקסם את שטח אחסון הנתונים תוך מתן בטיחות נתונים. RAID-5 מספיק טוב לאחסון נתונים חשובים.

המאפיינים של תצורת MDADM RAID-5 מסוכמים להלן:

מינימום התקני אחסון נדרשים: 3

דרישות התקן אחסון חלופי: כמה שאתה צריך.

בטיחות נתונים: משתמש בזוגיות יחידה כדי לספק סובלנות לכשל בדיסק בודד.

מהירות קריאת נתונים: מהירות קריאה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-5 פחות התקן אחסון אחד (כיוון שהוא ישמש לאחסון מידע זוגיות, לא נתונים בפועל).

מהירות כתיבת נתונים: מהירות כתיבה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-5 פחות התקן אחסון אחד (כיוון שהוא ישמש לאחסון מידע זוגיות, לא נתונים בפועל).

שטח דיסק פנוי לאחסון נתונים: שטח אחסון בדיסק אחד במערך RAID-5 משמש לאחסון מידע זוגיות, לא נתונים בפועל. ניתן להשתמש בשאר שטח הדיסק של מערך RAID-5 לאחסון נתונים.

דוגמה למערך MDADM RAID-5 ניתנת באיור (משמאל) למטה. אם 3 איקס 100GB התקני אחסון משמשים בתצורת MDADM RAID-5, אתה יכול לאחסן בערך 200GB של נתונים במערך RAID. שטח דיסק אחד בשווי התקן אחסון - 100GB משמש לאחסון מידע הזוגיות של מערך RAID-5.

אם אחד מהתקני האחסון במערך RAID-5 נכשל, כפי שמוצג באיור האמצעי, הנתונים שלך נשארים נגישים. אם הוספת א 1 איקס 100GB התקן אחסון למערך RAID-5 כהתקן חילוף, כפי שמוצג באיור השמאלי, ואחד מהתקני האחסון של מערך RAID-5 נכשל, כפי שמוצג באיור האמצעי, התקן אחסון חילוף יהפוך לאחסון פעיל התקן של מערך RAID-5, כפי שמוצג באיור הימני.

ברגע שהתקן האחסון הספציפי יהפוך לפעיל, המידע השוויוני ישמש לחישוב מחדש של הנתונים שאבדו והתקן האחסון החדש שנוסף יאוכלס בנתונים המחושבים מחדש.

איך MDADM RAID-6 עובד

כדי ליצור מערך MDADM RAID בתצורת RAID-6, עליך להחזיק לפחות ארבעה התקני אחסון. לתצורת MDADM RAID-6 יכולה להיות כל מספר של התקני אחסון ספייר. מערך MDADM RAID-6 מחשב שתי קבוצות של זוגיות מתוך הנתונים המאוחסנים במערך ומפיץ אותם בין התקני האחסון שנוספו למערך. שני דיסקים בשווי של שטח אחסון משמשים לאחסון מידע הזוגיות, ושאר שטח הדיסק יכול לשמש לאחסון נתונים. מערך MDADM RAID-6 יכול לסבול שני כשלים בדיסק לכל היותר. RAID-6 ממקסם את שטח אחסון הנתונים תוך מתן בטיחות נתונים טובה יותר מ-RAID-5. RAID-6 טוב מאוד לאחסון נתונים חשובים.

המאפיינים של תצורת MDADM RAID-6 מסוכמים להלן:

מינימום התקני אחסון נדרשים: 4

דרישות התקן אחסון חלופי: כמה שאתה צריך.

בטיחות נתונים: משתמש בזוגיות כפולה כדי לספק סובלנות לשני כשלים בדיסק.

מהירות קריאת נתונים: מהירות קריאה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-6 פחות שני התקני אחסון (כיוון שהם ישמשו לאחסון מידע זוגיות, לא נתונים בפועל).

מהירות כתיבת נתונים: מהירות כתיבה משולבת של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-6 בניכוי שני התקני אחסון (כיוון שהוא ישמש לאחסון מידע זוגיות, לא נתונים בפועל).

שטח דיסק פנוי לאחסון נתונים: שני דיסקים בשווי שטח אחסון במערך RAID-6 משמשים לאחסון מידע זוגיות, לא נתונים בפועל. ניתן להשתמש בשאר שטח הדיסק של מערך RAID-6 לאחסון נתונים.

דוגמה למערך MDADM RAID-6 מוצגת באיור השמאלי למטה. אם 4 איקס 100GB התקני אחסון משמשים בתצורת MDADM RAID-6, אתה יכול לאחסן בערך 200GB של נתונים במערך RAID. שטח דיסק בשווי שני התקני אחסון - 2x100GB משמש לאחסון מידע הזוגיות של מערך RAID-6.

אם מקסימום שני התקני אחסון במערך RAID-6 נכשלים, כפי שמוצג באיור האמצעי, הנתונים שלך נשארים נגישים. אם הוספת א 1 איקס 100GB התקן אחסון למערך RAID-6 כהתקן ספייר, כפי שמוצג באיור השמאלי, ואחד מהתקני האחסון של מערך RAID-6 נכשל, התקן האחסון הספציפי יהפוך להתקן האחסון הפעיל של מערך RAID-6 , כפי שמוצג באיור הימני.

ברגע שהתקן האחסון הספציפי הופך להתקן האחסון הפעיל במערך RAID-6, המידע השוויוני ישמש לחישוב מחדש של הנתונים שאבדו והתקן האחסון החדש שנוסף יאוכלס בנתונים המחושבים מחדש.

כיצד פועל MDADM RAID 1+0 או RAID-10

MDADM RAID 1+0, או RAID-10, היא תצורת RAID היברידית. הוא מורכב ממערכי RAID-1 ומערכי RAID-0. חלק מהתקני האחסון יוצרים מערכי RAID-1 ומערכי RAID-1 משמשים לאחר מכן ליצירת מערך RAID-0.

כדי ליצור מערך RAID-10, אתה צריך מספר זוגי של התקני אחסון. כל זוג התקני אחסון יוצר מערכי RAID-1, וכל מערכי ה-RAID-1 משולבים ליצירת מערך RAID-0. לפיכך, נותן לו את השם RAID-10.

דוגמה למערך RAID-10, או מערך RAID 1+0, מודגם באיור שלהלן. כפי שאתה יכול לראות, דיסק 1 (100GB) ודיסק 2 (100GB) יוצרים מערך RAID-1 עם 100GB של שטח דיסק זמין לאחסון נתונים. באותו אופן, דיסק 3 ודיסק 4 יוצרים מערך RAID-1 נוסף (100GB). לאחר מכן, מערכי RAID-1 משולבים למערך RAID-0, מה שנותן לך 200GB של שטח דיסק לאחסון נתונים.

אחד היתרונות של מערך RAID-10 הוא שכל זוג התקני אחסון היוצרים מערכי RAID-1 הוא מודולרי. בתוך כל מערך RAID-1 מודולרי, התקן אחסון אחד עלול להיכשל, אך הנתונים שלך נשארים בטוחים.

בגלל האופן שבו RAID-1 ו-RAID-0 עובדים יחד במערך RAID-10, במקרה של כשל בדיסק, מערך ה-RAID יכול לבנות את עצמו מחדש מהר יותר בהשוואה ל-RAID-5 ו-RAID-6, לאחר החלפת הדיסק הכושל. ביצועי השחזור המהירים יותר נובעים בעיקר מהעיצוב המודולרי שלו ומכיוון שהוא לא צריך לחשב מידע זוגיות כמו RAID-5 ו-RAID-6. כמו כן, בזמן בנייה מחדש של ה-RAID, הביצועים של מערך ה-RAID כולו לא מושפעים, בניגוד ל-RAID-5 ו-RAID-6. הביצועים היחידים של צמד הדיסקים של מערך RAID-1 שבו דיסק כשל יושפעו.

אתה יכול גם להוסיף התקני אחסון חילוף למערכים RAID-10. דיסקים רזרביים פועלים באותו אופן ב-RAID-10 כמו בתצורות אחרות של MDADM RAID, כפי שניתן לראות באיור למטה.

המאפיינים של תצורת MDADM RAID-10 מסוכמים להלן:

מינימום התקני אחסון נדרשים: 4

דרישות התקן אחסון חלופי: כמה שאתה צריך.

בטיחות נתונים: דיסק אחד מכל קבוצת RAID-1 יכול להיכשל בכל פעם. אז, מחצית מהתקני האחסון עלולים להיכשל והנתונים שלך עדיין יהיו בטוחים כל עוד דיסק אחד לפחות מכל קבוצת RAID-1 עדיין בסדר.

מהירות קריאת נתונים: מהירות קריאה של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-10 חלקי 2.

מהירות כתיבת נתונים: חשב את מהירות הכתיבה של כל התקני האחסון שנוספו למערך RAID-10 על ידי חלוקתו ב-2.

שטח דיסק פנוי לאחסון נתונים: ניתן להשתמש במחצית משטח האחסון של מערך RAID-10 לאחסון נתונים.

סיכום

דנתי בכמה מהמונחים של MDADM RAID. דנתי גם איך סוגים שונים של תצורות MDADM RAID פועלים והדרישות שלהם.