Co je to RAID v Linuxu a jak jej nakonfigurovat

Žijeme ve světě levného úložiště dat. A to znamená, že kdokoli může k zálohování svých dat použít několik levných diskových jednotek do polí - a tím zajistit potřebnou redundanci, kterou potřebují, aby byla jejich data v bezpečí. Seznamte se s RAID - proces kombinování více diskových jednotek a vytvoření řady disků. Počítač, ke kterému je disk RAID připojen, jej vidí jako jednu jednotku nebo jednotku a zpracovává jej.

V tomto článku se podíváme na RAID v Linuxu a naučíme se jej konfigurovat. Než to však uděláme, zkusme hlouběji RAID.

Co je to RAID?

RAID znamená redundantní pole nezávislých disků (RAID). U RAID může uživatel používat více disků pro přístup a ukládání informací. RAID je možný pomocí technik, jako je zrcadlení disku (RAID úroveň 1), prokládání disku (RAID úroveň 0) a parita (RAID úroveň 5). Pomocí těchto technik může nastavení RAID dosáhnout výhod, jako je redundance, zvýšená šířka pásma, nižší latence a obnova dat v případě zhroucení pevného disku nebo úložiště.

K dosažení všech výše uvedených výhod potřebuje RAID distribuovat data na jednotku pole. RAID se poté postará o proces distribuce dat rozdělením dat na bloky o velikosti 32 kB nebo 64 kB. RAID je také schopen rozdělit data na větší bloky a podle požadavku. Jakmile jsou bloky vytvořeny, data se poté zapíší na pevný disk, který se vytvoří na základě pole RAID.

Podobně jsou data čtena pomocí stejného obráceného procesu, čímž se vytváří proces ukládání a obnovy dat pomocí pole RAID.

Kdo by to měl použít?

Pole RAID může skutečně používat kdokoli. Správci systému z toho však mohou těžit, protože potřebují spravovat velké množství dat. Mohou také použít technologii RAID k minimalizaci selhání disku, zlepšení kapacity úložiště nebo zvýšení rychlosti.

Typy RAID

Než budeme pokračovat, pojďme se podívat na typy RAID. Jako správce systému nebo uživatel systému Linux můžete nastavit a používat dva typy polí RAID. Jedná se o hardwarový RAID a softwarový RAID.

Hardwarový RAID: Hardwarový RAID je implementován nezávisle na hostiteli. To znamená, že pro jeho nastavení musíte investovat do hardwaru. Samozřejmě jsou rychlé a mají vlastní vyhrazený řadič RAID poskytovaný prostřednictvím karty PCI Express. Tímto způsobem hardware nepoužívá hostitelské prostředky a funguje nejlépe díky mezipaměti NVRAM, která umožňuje rychlejší přístup pro čtení a zápis.

V případě selhání hardware uloží mezipaměť a znovu ji vytvoří pomocí záložních zdrojů napájení. Hardwarový RAID celkově není pro každého a vyžaduje na začátku značné investice.

Mezi výhody hardwarového pole RAID patří:

• Originální výkon: Protože vyhrazený hardware zvyšuje výkon tím, že nepřijímá cykly nebo disky CPU hostitele. Mohou hrát na svém vrcholu bez použití režijních nákladů, vzhledem k tomu, že existuje dostatek mezipaměti pro podporu rychlosti.
• Řadiče RAID: Použité řadiče RAID nabízejí abstrakci, pokud jde o základní uspořádání disku. OS uvidí celé pole pevných disků jako jednu úložnou jednotku. To znamená, že operační systém nemusí přijít na to, jak jej spravovat, protože interaguje s RAID jako jeden pevný disk.

Hardwarový RAID má některé nevýhody. Například může existovat zámek dodavatele. V takovém případě, pokud chcete přejít k jinému dodavateli hardwaru, možná nebudete mít přístup k předchozímu uspořádání systému RAID. Další nevýhodou jsou související náklady s nastavením.

Softwarový RAID: Softwarový RAID závisí na hostiteli pro zdroje. To znamená, že jsou pomalé ve srovnání s hardwarovými protějšky, a to je zřejmé, protože ve srovnání s hardwarovým RAID nemají přístup k vlastní sadě zdrojů.

V případě softwarového pole RAID se operační systém musí postarat o vztah disku.

Klíčové výhody, které získáte při používání softwarového pole RAID, jsou uvedeny níže:

• Open source: Software RAID je open-source, vzhledem k tomu, že jej lze implementovat a použít v open-source řešeních, jako je Linux. To znamená, že můžete mezi systémy přepínat a zajistit, aby fungovaly beze změn. Pokud v Ubunutu vytvoříte konfiguraci RAID, můžete ji později exportovat a použít na počítači CentOS.
• Flexibilita: Jelikož je třeba RAID nakonfigurovat v operačním systému, máte úplnou kontrolu nad jeho fungováním. Pokud tedy chcete provést změny, můžete tak učinit beze změny jakéhokoli hardwaru.
• Omezené náklady: Protože není vyžadován žádný konkrétní hardware, nemusíte utrácet hodně!

Existuje také ještě jeden typ RAID, který byste měli vědět, tj.E., hardwarově podporovaný softwarový RAID. Jedná se o firmwarový RAID nebo falešný RAID, který získáte buď při implementaci levných RAID karet na základní desce. Tento přístup je ideální pro podporu více operačních systémů, zatímco mezi nevýhody patří režie výkonu, omezená podpora RAID a specifické požadavky na hardware.

Porozumění úrovním RAID

Poslední částí skládačky, o které se musíme dozvědět, je úroveň RAID. Pokud jste věnovali pozornost, již jsme zmínili různé techniky RAID, zejména úroveň RAID. Určili vztah a konfiguraci disků. Pojďme si je krátce projít níže.

• RAID 0: RAID 0 je konfigurace disku, kde můžete použít dvě nebo více zařízení a poté na nich stripovat data. Pruhování dat znamená jejich rozdělení na datové bloky. Po rozbití se zapíší na každé diskové pole. Přístup RAID 0 je mimořádně přínosný, pokud jde o distribuci dat pro redundanci. Teoreticky platí, že čím více disků použijete, tím lepší bude výkon pole RAID. Ve skutečnosti však nemůže dosáhnout této úrovně výkonu. V poli RAID 0 je konečná velikost disku jednoduše přidáním stávajících diskových jednotek.
• RAID 1: RAID 1 je užitečná konfigurace, když je potřeba zrcadlit data mezi zařízeními (dvěma nebo více). Data jsou tedy zapsána na každou jednotku ve skupině. Stručně řečeno, každý z disků má přesnou kopii dat. Tento přístup je výhodný pro vytváření redundance a je užitečný, pokud máte podezření, že v budoucnu dojde k selhání zařízení. Pokud tedy zařízení selže, lze jej znovu sestavit pomocí dat jiných funkčních zařízení.
• RAID 5: Konfigurace RAID 5 používá bity z RAID 0 i RAID 1. Odstraňuje data napříč zařízeními; ale také zajišťuje, že pruhovaná data jsou ověřována napříč polem; používá matematické algoritmy ke kontrole paritních informací. Mezi výhody patří zvýšení výkonu, rekonstrukce dat a lepší úroveň redundance. Existují však nevýhody tohoto přístupu, protože RAID 5 je podezřelý pro zpomalení, což má vliv na operace zápisu. Pokud jednotka v poli selže, může to uvalit mnoho pokut na celou mřížku.
• RAID 6: Pokud jde o RAID 6, je jeho přístup podobný přístupu RAID 5. Klíčovým rozdílem jsou však informace o dvojité paritě.
• RAID 10: Konečně máme RAID 10, který lze implementovat ve dvou různých přístupech, vnořeném RAID 1 + 0 a mdamově RAID 10.

Jak konfigurovat RAID v Linuxu

Jak vidíte, na vašem zařízení můžete konfigurovat různé konfigurace RAID. V tomto příspěvku tedy prakticky není možné zahrnout všechny. Kvůli zjednodušení provedeme softwarovou implementaci RAID 1. Tuto implementaci lze provést na stávajících linuxových distribucích.

Než začnete, musíte mít připraveny základní věci.

• Ujistěte se, že máte na pevném disku nainstalovanou správnou distribuci Linuxu. Jednotka, na kterou jste nainstalovali distribuci Linuxu, bude použita během celého procesu. Možná ji budete chtít někam označit, abyste k ní měli snadný přístup.
• V dalším kroku musíte získat alespoň jeden další pevný disk. Pro zajištění správné instalace se doporučuje vzít si dva pevné disky a pojmenovat je / dev / sdb a / dev / sdc. Můžete si vzít diskové jednotky různých velikostí a podle svého pohodlí.
• Nyní musíte na obou svých nových pevných discích vytvořit speciální souborové systémy.
• Po dokončení byste měli být schopni vytvořit pole RAID 1 pomocí obslužného programu mdadm.

1. Příprava pevného disku

Prvním krokem je příprava pevného disku na konfiguraci pole RAID. Chcete-li znát názvy pevných disků připojených k vašemu počítači, musíte otevřít terminál a spustit následující příkaz.

sudo fdisk - 1

Zobrazí se seznam diskových jednotek nebo pevných disků, které jsou připojeny k počítači.

Kvůli výukovému programu použijeme první název diskové jednotky jako / dev / sdb a / dev / sdc

Po seřazení názvů jednotek pevného disku je nyní čas vytvořit novou tabulku oddílů MBR na obou pevných discích. Než tak učiníte, je vhodné zálohovat všechna data na těchto pevných discích, protože formátování a vytvoření nového oddílu MBR znamená ztrátu všech vašich stávajících oddílů a uložených dat na discích.

Kód pro vytvoření nových oddílů je uveden níže.

sudo parted / dev / sdb mklabel msdos

Podobně můžete rozdělit druhý pomocí stejného příkazu. Musíte však v příkazu změnit název diskové jednotky.

V případě, že chcete vytvořit oddíly založené na GPT, můžete tak učinit nahrazením MS-DOS s gpt. Pokud to však děláte poprvé a sledujete výukový program, doporučujeme použít typ oddílu MBR.

Dalším krokem je vytvoření nových oddílů na čerstvě naformátovaných jednotkách. To je nezbytné, protože nám to pomůže zajistit, aby byly oddíly automaticky detekovány během systému souborů linuxového autodetekce.

Začněte zadáním následujícího příkazu.

sudo fdisk / dev / sdb

Nyní budete muset projít následujícími kroky:

• Pro vytvoření nového oddílu musíte zadat n.
• U primárního oddílu musíte zadat p
• Chcete-li vytvořit / dev / sdb1, musíte napsat 1
• Odtud stisknutím klávesy Enter vyberte výchozí první sektor.
• Podobně musíte také vybrat výchozí poslední sektor.
• Stisknutím tlačítka P se nyní zobrazí všechny informace o nově vytvořených oddílech.
• Dále musíte změnit typ oddílu stisknutím t
• Chcete-li přejít na automatickou detekci nájezdu Linuxu, musíte zadat fd
• Nakonec znovu zkontrolujte informace o oddílu zadáním p
• Nakonec by bylo nejlepší, kdybyste zadali w, aby bylo možné použít všechny změny.

2. Přimět mdadm do práce

Protože pracujeme s více diskovými jednotkami, musíme si také nainstalovat nástroj mdadm. Tento nástroj znamená správu MD nebo správu více zařízení. V softwaru Linux je také známý jako RAID.

Pokud používáte Ubuntu / Debian, můžete jej nainstalovat pomocí následujícího příkazu:

sudo apt nainstalovat mdadm

V případě, že používáte Redhat nebo CentOS, musíte použít následující příkaz:

sudo yum nainstalovat mdadm

Po instalaci je nyní čas prozkoumat zařízení, která používáte RAID. K tomu byste měli použít následující příkaz.

sudo mdadm -examin / dev / sdb

Můžete také přidat další zařízení do příkazu s mezerou mezi nimi. Chcete-li se dozvědět více o zařízeních, můžete také zadat příkaz fd (Linux raid autodetect). Je také zřejmé, že RAID ještě není vytvořen.

3. Vytvoření logické jednotky RAID 1

Chcete-li vytvořit RAID 1, musíte použít následující příkaz.

sudo mdadm --create / dev / md3 --level = mirro - strach-zařízení = 2 / dev / sbd1 / dev / sdc1

Musíte pojmenovat novou logickou jednotku. V našem případě jsme to udělali / dev / md3.

V případě, že nejste schopni provést příkaz, musíte restartovat počítač.

Pokud chcete více informací o nově vytvořeném raidovém zařízení, můžete použít následující příkazy.

sudo mdadm --detail / dev / m3

Můžete také zkontrolovat každý ze samostatných oddílů pomocí možnosti -examinovat.

sudo mdadm - zkouška

4. Souborový systém logické jednotky RAID 1

Nyní je čas vytvořit souborový systém na nově vytvořené logické jednotce. K tomu je třeba použít příkaz mkfs, jak je uvedeno níže.

sudo mkfs.ext4 / dev / md3

Nyní můžete vytvořit připojení a poté připojit jednotku RAID 1. K tomu je třeba použít následující příkazy.

sudo mkdir / mnt / raid1 sudo mount / dev / md3 / mnt / raid1

5. Zkontrolujte, zda vše běží podle plánu

Dále musíte zjistit, zda vše běží podle plánu.

Chcete-li tak učinit, musíte na nové logické jednotce vytvořit nový soubor. Nejprve přejdete na nově připojený RAID a poté vytvoříte soubor.

Pokud vše funguje, jak bylo zamýšleno, gratulujeme, úspěšně jste vytvořili konfiguraci RAID 1.

Musíte také uložit konfiguraci RAID 1. Můžete to udělat pomocí následujícího příkazu.

sudo mdadm --detail --scan --verbose | sudo tee -a / etc / mdadm / mdadm.konf

Závěr

RAID je výhodná technika pro využití výhod ostatních disků, protože poskytují redundanci, vyšší rychlost a konfiguraci a mnoho dalšího!

Doufáme, že vám průvodce byl užitečný. Jelikož existují různé typy RAID, musíte pro každý z nich dělat věci jinak. Budeme tyto průvodce přidávat i v budoucnu, proto doporučujeme přihlásit se k odběru a navštěvovat FOSSLinux.

Také, co si myslíte o RAID? Myslíte si, že je potřebujete?? Komentujte níže a dejte nám vědět.