MDADM ist ein Tool zum Erstellen, Verwalten und Überwachen von Software-RAID-Geräten unter Linux, das verschiedene Arten von RAID-Konfigurationen unterstützt.
In diesem Artikel werde ich einige der MDADM-Begriffe diskutieren. Ich werde auch diskutieren, wie verschiedene Arten von MDADM-RAID-Konfigurationen funktionieren und welche Anforderungen sie haben.
Aktive und Ersatz-MDADM-Geräte
Eine MDADM-RAID-Konfiguration kann aktive und Ersatzgeräte haben. Aktiv Und Ersatzteil Die Geräte arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass Ihre Daten geschützt sind, wenn ein oder mehrere dem RAID-Array hinzugefügte Speichergeräte ausfallen.
Aktive Geräte: Die Speichergeräte, die der MDADM derzeit verwendet.
Ersatzgeräte: Die Speichergeräte, die MDADM derzeit nicht verwendet, werden aber zum MDADM-RAID-Array hinzugefügt (wie Aktive Geräte ), wenn einer oder mehrere Aktive Geräte scheitern.
Die Funktionsprinzipien von MDADM Active- und Spare-Speichergeräten werden in den folgenden Abbildungen beschrieben. In der linken Abbildung sehen wir ein MDADM-RAID mit 4 Speichergeräten, das zur Ausfallsicherheit mit zwei Ersatzspeichergeräten konfiguriert ist. Wenn ein Speichergerät des MDADM-RAID-Arrays ausfällt (z. B. Festplatte 3 rechts in der Abbildung), wird ein Ersatzspeichergerät als aktives Speichergerät zum MDADM-Array hinzugefügt (z. B. Festplatte 5 rechts in der Abbildung). ).
Von MDADM unterstützte RAID-Typen:
MDADM unterstützt verschiedene Arten von RAID-Konfigurationen:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (oder RAID 1+0)
In den nächsten Abschnitten werde ich die Anforderungen für verschiedene MDADM-RAID-Konfigurationen und die Funktionsweise verschiedener MDADM-RAID-Konfigurationen erläutern.
So funktioniert MDADM RAID-0
Um ein MDADM-RAID-Array in der RAID-0-Konfiguration zu erstellen, müssen Sie über mindestens zwei Speichergeräte verfügen. Für die MDADM RAID-0-Konfiguration sind keine Ersatzspeichergeräte erforderlich. Das MDADM RAID-0-Array verteilt die Daten auf alle dem Array hinzugefügten Speichergeräte. RAID-0 bietet keine Datenredundanz. Wenn also eines der Speichergeräte im RAID-0-Array ausfällt, fällt das gesamte RAID-Array aus (Sie verlieren alle Daten). RAID-0 wird hauptsächlich verwendet, um aus einigen kleineren Speichergeräten ein großes Speichergerät zu erstellen. RAID 0 wird nicht in geschäftskritischen Anwendungen verwendet.
Die Eigenschaften der MDADM RAID-0-Konfiguration sind unten zusammengefasst:
Mindestens erforderliche Speichergeräte: 2
Anforderungen an Ersatzspeichergeräte: Keiner
Datensicherheit: Keiner
Datenlesegeschwindigkeit: Kombinierte Lesegeschwindigkeit aller dem RAID-0-Array hinzugefügten Speichergeräte.
Datenschreibgeschwindigkeit: Kombinierte Schreibgeschwindigkeit aller dem RAID-0-Array hinzugefügten Speichergeräte.
Verfügbarer Speicherplatz für die Datenspeicherung: Die Gesamtgröße aller dem RAID-0-Array hinzugefügten Festplatten.
Ein Beispiel für ein MDADM RAID-0-Array ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Wenn 2 X 100 GB Speichergeräte werden in der MDADM RAID-0-Konfiguration verwendet, Sie können ca. speichern 200 GB der Daten im RAID-Array.
So funktioniert MDADM RAID-1
Um ein MDADM-RAID-Array in der RAID-1-Konfiguration zu erstellen, müssen Sie über mindestens zwei Speichergeräte verfügen. Die MDADM RAID-1-Konfiguration kann über eine beliebige Anzahl von Ersatzspeichergeräten verfügen. Das MDADM RAID-1-Array speichert die gleichen Daten auf allen dem Array hinzugefügten Speichergeräten. RAID-1 maximiert die Datenredundanz. Solange eines der Speichergeräte im RAID-1-Array in gutem Zustand ist, sind Ihre Daten sicher. RAID-1 dient hauptsächlich dem maximalen Schutz der Daten und ist ideal für geschäftskritische Anwendungen.
Die Eigenschaften der MDADM RAID-1-Konfiguration sind unten zusammengefasst:
Mindestens erforderliche Speichergeräte: 2
Anforderungen an Ersatzspeichergeräte: So viele wie Sie brauchen.
Datensicherheit: Maximale Datensicherheit ist gewährleistet. Daten sind sicher, solange mindestens ein Speichergerät in gutem Zustand ist.
Datenlesegeschwindigkeit: Kombinierte Lesegeschwindigkeit aller dem RAID-1-Array hinzugefügten Speichergeräte.
Datenschreibgeschwindigkeit: Schreibgeschwindigkeit des langsamsten Speichergeräts des RAID-1-Arrays.
Verfügbarer Speicherplatz für die Datenspeicherung: Der Speicherplatz eines der Speichergeräte des RAID-1-Arrays.
Ein Beispiel für ein MDADM RAID-1-Array ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Wenn 2 X 100 GB Speichergeräte werden in der MDADM RAID-1-Konfiguration verwendet, Sie können ca. speichern 100 GB der Daten im RAID-Array. Wenn Sie hinzugefügt haben 1 X 100 GB Wenn Sie ein Speichergerät als Ersatzgerät zum RAID-1-Array hinzufügen und eines der Speichergeräte des RAID-1-Arrays ausfällt, wird das Ersatzspeichergerät zum aktiven Speichergerät des RAID-1-Arrays.
So funktioniert MDADM RAID-5
Um ein MDADM-RAID-Array in der RAID-5-Konfiguration zu erstellen, müssen Sie über mindestens drei Speichergeräte verfügen. Die MDADM RAID-5-Konfiguration kann eine beliebige Anzahl von Ersatzspeichergeräten umfassen. Das MDADM RAID-5-Array berechnet eine einzelne Parität aus den auf dem Array gespeicherten Daten und verteilt sie auf die dem Array hinzugefügten Speichergeräte. Für die Speicherung der Paritätsinformationen wird ein einziger Speicherplatz auf der Festplatte verwendet, und der Rest des Speicherplatzes kann für die Speicherung von Daten genutzt werden. Das MDADM RAID-5-Array kann den Ausfall einer einzelnen Festplatte tolerieren. RAID-5 maximiert den Datenspeicherplatz und bietet gleichzeitig Datensicherheit. RAID-5 ist gut genug, um wichtige Daten zu speichern.
Die Eigenschaften der MDADM RAID-5-Konfiguration sind unten zusammengefasst:
Mindestens erforderliche Speichergeräte: 3
Anforderungen an Ersatzspeichergeräte: So viele wie Sie brauchen.
Datensicherheit: Verwendet eine einzelne Parität, um den Ausfall einer einzelnen Festplatte zu tolerieren.
Datenlesegeschwindigkeit: Kombinierte Lesegeschwindigkeit aller zum RAID-5-Array hinzugefügten Speichergeräte abzüglich eines Speichergeräts (da es zum Speichern von Paritätsinformationen und nicht für tatsächliche Daten verwendet wird).
Datenschreibgeschwindigkeit: Kombinierte Schreibgeschwindigkeit aller dem RAID-5-Array hinzugefügten Speichergeräte abzüglich eines Speichergeräts (da es zum Speichern von Paritätsinformationen und nicht für tatsächliche Daten verwendet wird).
Verfügbarer Speicherplatz für die Datenspeicherung: Der Speicherplatz einer Festplatte im RAID-5-Array wird zum Speichern von Paritätsinformationen und nicht für tatsächliche Daten verwendet. Der restliche Speicherplatz des RAID-5-Arrays kann zur Datenspeicherung genutzt werden.
Ein Beispiel für ein MDADM RAID-5-Array ist in der Abbildung (links) unten dargestellt. Wenn 3 X 100 GB Speichergeräte werden in der MDADM RAID-5-Konfiguration verwendet, Sie können ca. speichern 200 GB der Daten im RAID-Array. Speicherplatz im Wert eines Speichergeräts – 100 GB wird zum Speichern der Paritätsinformationen des RAID-5-Arrays verwendet.
Fällt eines der Speichergeräte im RAID-5-Array aus, wie in der mittleren Abbildung dargestellt, bleiben Ihre Daten weiterhin zugänglich. Wenn Sie a hinzugefügt haben 1 X 100 GB Wenn Sie ein Speichergerät als Ersatzgerät zum RAID-5-Array hinzufügen, wie in der linken Abbildung dargestellt, und eines der Speichergeräte des RAID-5-Arrays ausfällt, wie in der mittleren Abbildung dargestellt, wird das Ersatzspeichergerät zum aktiven Speicher Gerät des RAID-5-Arrays, wie in der rechten Abbildung gezeigt.
Sobald das Ersatzspeichergerät aktiv wird, werden die Paritätsinformationen zur Neuberechnung der verlorenen Daten verwendet und das neu hinzugefügte Speichergerät wird mit den neu berechneten Daten gefüllt.
So funktioniert MDADM RAID-6
Um ein MDADM-RAID-Array in der RAID-6-Konfiguration zu erstellen, müssen Sie über mindestens vier Speichergeräte verfügen. Die MDADM RAID-6-Konfiguration kann über eine beliebige Anzahl von Ersatzspeichergeräten verfügen. Das MDADM RAID-6-Array berechnet zwei Paritätssätze aus den auf dem Array gespeicherten Daten und verteilt sie auf die dem Array hinzugefügten Speichergeräte. Der Speicherplatz von zwei Festplatten wird zum Speichern der Paritätsinformationen verwendet, und der Rest des Festplattenspeichers kann zum Speichern von Daten verwendet werden. Das MDADM RAID-6-Array kann höchstens zwei Festplattenausfälle tolerieren. RAID-6 maximiert den Datenspeicherplatz und bietet gleichzeitig eine bessere Datensicherheit als RAID-5. RAID-6 eignet sich sehr gut zum Speichern wichtiger Daten.
Die Eigenschaften der MDADM RAID-6-Konfiguration sind nachstehend zusammengefasst:
Mindestens erforderliche Speichergeräte: 4
Anforderungen an Ersatzspeichergeräte: So viele wie Sie brauchen.
Datensicherheit: Verwendet doppelte Parität, um Toleranz gegenüber zwei Festplattenausfällen bereitzustellen.
Datenlesegeschwindigkeit: Kombinierte Lesegeschwindigkeit aller zum RAID-6-Array hinzugefügten Speichergeräte abzüglich zweier Speichergeräte (da diese zum Speichern von Paritätsinformationen und nicht für tatsächliche Daten verwendet werden).
Datenschreibgeschwindigkeit: Kombinierte Schreibgeschwindigkeit aller zum RAID-6-Array hinzugefügten Speichergeräte abzüglich zweier Speichergeräte (da diese zum Speichern von Paritätsinformationen und nicht für tatsächliche Daten verwendet werden).
Verfügbarer Speicherplatz für die Datenspeicherung: Der Speicherplatz von zwei Festplatten im RAID-6-Array wird zum Speichern von Paritätsinformationen und nicht von tatsächlichen Daten verwendet. Der restliche Speicherplatz des RAID-6-Arrays kann zur Datenspeicherung genutzt werden.
Ein Beispiel für ein MDADM RAID-6-Array ist in der linken Abbildung unten dargestellt. Wenn 4 X 100 GB Speichergeräte werden in der MDADM RAID-6-Konfiguration verwendet, Sie können ca. speichern 200 GB der Daten im RAID-Array. Speicherplatz im Wert von zwei Speichergeräten – 2x100GB wird zum Speichern der Paritätsinformationen des RAID-6-Arrays verwendet.
Sollten maximal zwei Speichergeräte im RAID-6-Verbund ausfallen, wie in der mittleren Abbildung dargestellt, bleiben Ihre Daten weiterhin zugänglich. Wenn Sie a hinzugefügt haben 1 X 100 GB Wenn Sie ein Speichergerät als Ersatzgerät zum RAID-6-Array hinzufügen, wie in der linken Abbildung dargestellt, und eines der Speichergeräte des RAID-6-Arrays ausfällt, wird das Ersatzspeichergerät zum aktiven Speichergerät des RAID-6-Arrays , wie in der rechten Abbildung gezeigt.
Sobald das Ersatzspeichergerät zum aktiven Speichergerät im RAID-6-Array wird, werden die Paritätsinformationen zur Neuberechnung der verlorenen Daten verwendet und das neu hinzugefügte Speichergerät wird mit den neu berechneten Daten gefüllt.
So funktioniert MDADM RAID 1+0 oder RAID-10
MDADM RAID 1+0 oder RAID-10 ist eine Hybrid-RAID-Konfiguration. Es besteht aus RAID-1-Arrays und RAID-0-Arrays. Einige der Speichergeräte bilden RAID-1-Arrays und die RAID-1-Arrays werden dann zur Bildung eines RAID-0-Arrays verwendet.
Um ein RAID-10-Array zu erstellen, benötigen Sie eine gerade Anzahl von Speichergeräten. Jedes Speichergerätepaar bildet ein RAID-1-Array, und alle RAID-1-Arrays werden zu einem RAID-0-Array kombiniert. Daher der Name RAID-10.
Ein Beispiel für ein RAID-10-Array oder RAID 1+0-Array ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Wie Sie sehen können, bilden Festplatte 1 (100 GB) und Festplatte 2 (100 GB) ein RAID-1-Array mit 100 GB verfügbarem Festplattenspeicher für die Datenspeicherung. Auf die gleiche Weise bilden Festplatte 3 und Festplatte 4 ein weiteres RAID-1-Array (100 GB). Anschließend werden die RAID-1-Arrays zu einem RAID-0-Array zusammengefasst, sodass Sie 200 GB Speicherplatz für die Datenspeicherung erhalten.
Ein Vorteil des RAID-10-Arrays besteht darin, dass jedes Paar von Speichergeräten, die RAID-1-Arrays bilden, modular ist. Innerhalb jedes modularen RAID-1-Arrays kann ein Speichergerät ausfallen, Ihre Daten bleiben jedoch sicher.
Aufgrund der Art und Weise, wie RAID-1 und RAID-0 im RAID-10-Array zusammenarbeiten, kann sich das RAID-Array im Falle eines Festplattenausfalls im Vergleich zu RAID-5 und RAID-6 schneller neu aufbauen, sobald die ausgefallene Festplatte ersetzt wird. Die schnellere Wiederherstellungsleistung ist hauptsächlich auf den modularen Aufbau zurückzuführen und darauf, dass keine Paritätsinformationen wie bei RAID-5 und RAID-6 berechnet werden müssen. Außerdem bleibt beim Neuaufbau des RAID die Leistung des gesamten RAID-Arrays im Gegensatz zu RAID-5 und RAID-6 unbeeinträchtigt. Die einzige Leistung des Festplattenpaars des RAID-1-Arrays, bei dem ein Festplattenausfall auftritt, wird beeinträchtigt.
Sie können RAID-10-Arrays auch Ersatzspeichergeräte hinzufügen. Ersatzfestplatten funktionieren in RAID-10 auf die gleiche Weise wie in anderen MDADM-RAID-Konfigurationen, wie Sie in der Abbildung unten sehen können.
Die Eigenschaften der MDADM RAID-10-Konfiguration sind unten zusammengefasst:
Mindestens erforderliche Speichergeräte: 4
Anforderungen an Ersatzspeichergeräte: So viele wie Sie brauchen.
Datensicherheit: Es kann jeweils eine Festplatte jeder RAID-1-Gruppe ausfallen. Es kann also die Hälfte der Speichergeräte ausfallen und Ihre Daten sind weiterhin sicher, solange mindestens eine Festplatte jeder RAID-1-Gruppe noch in Ordnung ist.
Datenlesegeschwindigkeit: Lesegeschwindigkeit aller dem RAID-10-Array hinzugefügten Speichergeräte geteilt durch 2.
Datenschreibgeschwindigkeit: Berechnen Sie die Schreibgeschwindigkeit aller zum RAID-10-Array hinzugefügten Speichergeräte, indem Sie sie durch 2 dividieren.
Verfügbarer Speicherplatz für die Datenspeicherung: Die Hälfte des Speicherplatzes des RAID-10-Arrays kann zur Speicherung von Daten genutzt werden.
Abschluss
Ich habe einige der MDADM-RAID-Begriffe besprochen. Ich habe auch besprochen, wie verschiedene Arten von MDADM-RAID-Konfigurationen funktionieren und welche Anforderungen sie haben.