MDADM là một công cụ dùng để tạo, quản lý và giám sát các thiết bị RAID phần mềm trên Linux, hỗ trợ các loại cấu hình RAID khác nhau.
Trong bài viết này, tôi sẽ thảo luận về một số thuật ngữ MDADM. Tôi cũng sẽ thảo luận về cách hoạt động của các loại cấu hình MDADM RAID khác nhau và các yêu cầu của chúng.
Thiết bị MDADM đang hoạt động và dự phòng
Cấu hình MDADM RAID có thể có các thiết bị hoạt động và dự phòng. Tích cực Và Dự phòng các thiết bị hoạt động cùng nhau để đảm bảo dữ liệu của bạn được bảo vệ khi một hoặc nhiều thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID bị lỗi.
Thiết bị hoạt động: Các thiết bị lưu trữ mà MDADM hiện đang sử dụng.
Thiết bị dự phòng: Các thiết bị lưu trữ mà MDADM hiện không sử dụng nhưng chúng sẽ được thêm vào mảng RAID MDADM (như Thiết bị đang hoạt động ) nếu một hoặc nhiều Thiết bị đang hoạt động thất bại.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị lưu trữ MDADM Active và Spare được mô tả trong hình bên dưới. Ở hình bên trái, chúng tôi có MDADM RAID 4 thiết bị lưu trữ được cấu hình với hai thiết bị lưu trữ dự phòng để đảm bảo an toàn. Khi một thiết bị lưu trữ của mảng RAID MDADM bị lỗi (ví dụ: đĩa 3 ở bên phải hình), một thiết bị lưu trữ Dự phòng sẽ được thêm vào mảng MDADM dưới dạng thiết bị lưu trữ Hoạt động (ví dụ: đĩa 5 ở bên phải hình) ).
Các loại RAID được hỗ trợ MDADM:
MDADM hỗ trợ các loại cấu hình RAID khác nhau:
- đột kích 0
- đột kích 1
- đột kích 5
- đột kích 6
- RAID 10 (hoặc RAID 1+0)
Trong các phần tiếp theo, tôi sẽ giải thích các yêu cầu đối với các cấu hình MDADM RAID khác nhau và cách hoạt động của các cấu hình MDADM RAID khác nhau.
MDADM RAID-0 hoạt động như thế nào
Để tạo mảng RAID MDADM trong cấu hình RAID-0, bạn phải có ít nhất hai thiết bị lưu trữ. Cấu hình MDADM RAID-0 không cần bất kỳ thiết bị lưu trữ dự phòng nào. Mảng MDADM RAID-0 phân tán dữ liệu trên tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng. RAID-0 không cung cấp bất kỳ sự dư thừa dữ liệu nào. Vì vậy, nếu bất kỳ thiết bị lưu trữ nào trong mảng RAID-0 bị lỗi thì toàn bộ mảng RAID cũng bị lỗi (bạn sẽ mất tất cả dữ liệu). RAID-0 chủ yếu được sử dụng để tạo ra một thiết bị lưu trữ lớn từ một số thiết bị lưu trữ nhỏ hơn. RAID 0 không được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng.
Các thuộc tính của cấu hình MDADM RAID-0 được tóm tắt bên dưới:
Thiết bị lưu trữ yêu cầu tối thiểu: 2
Yêu cầu về thiết bị lưu trữ dự phòng: Không có
An toàn dữ liệu: Không có
Tốc độ đọc dữ liệu: Tốc độ đọc kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-0.
Tốc độ ghi dữ liệu: Tốc độ ghi kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-0.
Dung lượng đĩa trống để lưu trữ dữ liệu: Tổng kích thước của tất cả các đĩa được thêm vào mảng RAID-0.
Một ví dụ về mảng MDADM RAID-0 được đưa ra trong hình bên dưới. Nếu như 2 x 100GB thiết bị lưu trữ được sử dụng trong cấu hình MDADM RAID-0, bạn có thể lưu trữ khoảng 200GB dữ liệu trong mảng RAID.
MDADM RAID-1 hoạt động như thế nào
Để tạo mảng RAID MDADM trong cấu hình RAID-1, bạn phải có ít nhất hai thiết bị lưu trữ. Cấu hình MDADM RAID-1 có thể có số lượng thiết bị lưu trữ dự phòng bất kỳ. Mảng MDADM RAID-1 lưu trữ cùng một dữ liệu trên tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng. RAID-1 tối đa hóa sự dư thừa dữ liệu. Miễn là một trong các thiết bị lưu trữ trong mảng RAID-1 ở tình trạng tốt thì dữ liệu của bạn sẽ được an toàn. RAID-1 chủ yếu được sử dụng để bảo vệ tối đa dữ liệu và lý tưởng cho các ứng dụng quan trọng.
Các thuộc tính của cấu hình MDADM RAID-1 được tóm tắt dưới đây:
Thiết bị lưu trữ yêu cầu tối thiểu: 2
Yêu cầu về thiết bị lưu trữ dự phòng: Nhiều như bạn cần.
An toàn dữ liệu: An toàn dữ liệu tối đa được đảm bảo. Dữ liệu được an toàn miễn là có ít nhất một thiết bị lưu trữ ở tình trạng tốt.
Tốc độ đọc dữ liệu: Tốc độ đọc kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-1.
Tốc độ ghi dữ liệu: Tốc độ ghi của thiết bị lưu trữ chậm nhất trong mảng RAID-1.
Dung lượng đĩa trống để lưu trữ dữ liệu: Dung lượng ổ đĩa của một trong các thiết bị lưu trữ của mảng RAID-1.
Một ví dụ về mảng MDADM RAID-1 được đưa ra trong hình bên dưới. Nếu như 2 x 100GB thiết bị lưu trữ được sử dụng trong cấu hình MDADM RAID-1, bạn có thể lưu trữ khoảng 100GB dữ liệu trong mảng RAID. Nếu bạn đã thêm 1 x 100GB thiết bị lưu trữ sang mảng RAID-1 dưới dạng Thiết bị dự phòng và một trong các thiết bị lưu trữ của mảng RAID-1 bị lỗi thì thiết bị lưu trữ Dự phòng sẽ trở thành thiết bị lưu trữ Active của mảng RAID-1.
MDADM RAID-5 hoạt động như thế nào
Để tạo mảng RAID MDADM trong cấu hình RAID-5, bạn phải có ít nhất ba thiết bị lưu trữ. Cấu hình MDADM RAID-5 có thể bao gồm bất kỳ số lượng thiết bị lưu trữ dự phòng nào. Mảng MDADM RAID-5 tính toán tính chẵn lẻ của dữ liệu được lưu trữ trên mảng và phân bổ nó giữa các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng. Một không gian lưu trữ có giá trị trên một đĩa được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ và phần còn lại của không gian đĩa có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu. Mảng MDADM RAID-5 có thể chịu được lỗi đĩa đơn. RAID-5 tối đa hóa không gian lưu trữ dữ liệu đồng thời đảm bảo an toàn dữ liệu. RAID-5 đủ tốt để lưu trữ dữ liệu quan trọng.
Các thuộc tính của cấu hình MDADM RAID-5 được tóm tắt dưới đây:
Thiết bị lưu trữ yêu cầu tối thiểu: 3
Yêu cầu về thiết bị lưu trữ dự phòng: Nhiều như bạn cần.
An toàn dữ liệu: Sử dụng tính chẵn lẻ đơn để cung cấp khả năng chịu lỗi cho một đĩa đơn.
Tốc độ đọc dữ liệu: Tốc độ đọc kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-5 trừ đi một thiết bị lưu trữ (vì nó sẽ được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ chứ không phải dữ liệu thực tế).
Tốc độ ghi dữ liệu: Tốc độ ghi kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-5 trừ đi một thiết bị lưu trữ (vì nó sẽ được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ chứ không phải dữ liệu thực tế).
Dung lượng đĩa trống để lưu trữ dữ liệu: Dung lượng lưu trữ bằng một đĩa trong mảng RAID-5 được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ, không phải dữ liệu thực tế. Phần không gian đĩa còn lại của mảng RAID-5 có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu.
Một ví dụ về mảng MDADM RAID-5 được đưa ra trong hình (bên trái) bên dưới. Nếu như 3 x 100GB thiết bị lưu trữ được sử dụng trong cấu hình MDADM RAID-5, bạn có thể lưu trữ khoảng 200GB dữ liệu trong mảng RAID. Một thiết bị lưu trữ có dung lượng ổ đĩa – 100GB được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ của mảng RAID-5.
Nếu một trong các thiết bị lưu trữ trong mảng RAID-5 bị lỗi, như minh họa trong hình ở giữa, dữ liệu của bạn vẫn có thể truy cập được. Nếu bạn đã thêm một 1 x 100GB thiết bị lưu trữ vào mảng RAID-5 dưới dạng Thiết bị dự phòng, như trong hình bên trái và một trong các thiết bị lưu trữ của mảng RAID-5 bị lỗi, như trong hình ở giữa, Thiết bị lưu trữ dự phòng sẽ trở thành thiết bị lưu trữ Active thiết bị của mảng RAID-5, như thể hiện trong hình bên phải.
Sau khi Thiết bị lưu trữ dự phòng hoạt động, thông tin chẵn lẻ sẽ được sử dụng để tính toán lại dữ liệu bị mất và thiết bị lưu trữ mới được thêm vào sẽ được điền dữ liệu được tính toán lại.
MDADM RAID-6 hoạt động như thế nào
Để tạo mảng RAID MDADM trong cấu hình RAID-6, bạn phải có ít nhất bốn thiết bị lưu trữ. Cấu hình MDADM RAID-6 có thể có số lượng thiết bị lưu trữ dự phòng bất kỳ. Mảng MDADM RAID-6 tính toán hai bộ chẵn lẻ từ dữ liệu được lưu trữ trên mảng và phân bổ chúng giữa các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng. Dung lượng lưu trữ của hai đĩa được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ và phần còn lại của dung lượng đĩa có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu. Mảng MDADM RAID-6 có thể chịu được tối đa hai lỗi đĩa. RAID-6 tối đa hóa không gian lưu trữ dữ liệu đồng thời mang lại sự an toàn dữ liệu tốt hơn RAID-5. RAID-6 rất tốt để lưu trữ dữ liệu quan trọng.
Các thuộc tính của cấu hình MDADM RAID-6 được tóm tắt dưới đây:
Thiết bị lưu trữ yêu cầu tối thiểu: 4
Yêu cầu về thiết bị lưu trữ dự phòng: Nhiều như bạn cần.
An toàn dữ liệu: Sử dụng tính chẵn lẻ kép để cung cấp dung sai cho hai lỗi đĩa.
Tốc độ đọc dữ liệu: Tốc độ đọc kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-6 trừ đi hai thiết bị lưu trữ (vì chúng sẽ được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ chứ không phải dữ liệu thực tế).
Tốc độ ghi dữ liệu: Tốc độ ghi kết hợp của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-6 trừ đi hai thiết bị lưu trữ (vì nó sẽ được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ, không phải dữ liệu thực tế).
Dung lượng đĩa trống để lưu trữ dữ liệu: Dung lượng lưu trữ của hai đĩa trong mảng RAID-6 được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ, không phải dữ liệu thực tế. Phần không gian đĩa còn lại của mảng RAID-6 có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu.
Một ví dụ về mảng MDADM RAID-6 được hiển thị trong hình bên trái bên dưới. Nếu như 4 x 100GB thiết bị lưu trữ được sử dụng trong cấu hình MDADM RAID-6, bạn có thể lưu trữ khoảng 200GB dữ liệu trong mảng RAID. Hai thiết bị lưu trữ có giá trị dung lượng ổ đĩa – 2x100GB được sử dụng để lưu trữ thông tin chẵn lẻ của mảng RAID-6.
Nếu tối đa hai thiết bị lưu trữ trong mảng RAID-6 bị lỗi, như minh họa trong hình ở giữa, dữ liệu của bạn vẫn có thể truy cập được. Nếu bạn đã thêm một 1 x 100GB thiết bị lưu trữ vào mảng RAID-6 dưới dạng thiết bị Dự phòng,như trong hình bên trái và một trong các thiết bị lưu trữ của mảng RAID-6 bị lỗi, thiết bị lưu trữ Dự phòng sẽ trở thành thiết bị lưu trữ Hoạt động của mảng RAID-6 , như thể hiện trong hình bên phải.
Khi Thiết bị lưu trữ dự phòng trở thành Thiết bị lưu trữ hoạt động trong mảng RAID-6, thông tin chẵn lẻ sẽ được sử dụng để tính toán lại dữ liệu bị mất và thiết bị lưu trữ mới được thêm vào sẽ được điền dữ liệu được tính toán lại.
MDADM RAID 1+0 hoặc RAID-10 hoạt động như thế nào
MDADM RAID 1+0 hay RAID-10 là cấu hình RAID lai. Nó bao gồm mảng RAID-1 và mảng RAID-0. Một số thiết bị lưu trữ tạo thành mảng RAID-1 và mảng RAID-1 sau đó được sử dụng để tạo thành mảng RAID-0.
Để tạo mảng RAID-10, bạn cần số lượng thiết bị lưu trữ chẵn. Mỗi cặp thiết bị lưu trữ tạo thành một mảng RAID-1 và tất cả các mảng RAID-1 được kết hợp để tạo thành mảng RAID-0. Do đó, đặt tên cho nó là RAID-10.
Một ví dụ về mảng RAID-10 hoặc mảng RAID 1+0 được minh họa trong hình bên dưới. Như bạn có thể thấy, đĩa 1 (100GB) và đĩa 2 (100GB) tạo ra một mảng RAID-1 với 100GB dung lượng ổ đĩa có sẵn để lưu trữ dữ liệu. Theo cách tương tự, đĩa 3 và đĩa 4 tạo thành một mảng RAID-1 khác (100GB). Sau đó, các mảng RAID-1 được kết hợp thành mảng RAID-0, cung cấp cho bạn 200GB dung lượng ổ đĩa để lưu trữ dữ liệu.
Một lợi ích của mảng RAID-10 là mỗi cặp thiết bị lưu trữ tạo thành mảng RAID-1 đều có dạng mô-đun. Trong mỗi mảng RAID-1 mô-đun, một thiết bị lưu trữ có thể bị lỗi nhưng dữ liệu của bạn vẫn an toàn.
Do cách RAID-1 và RAID-0 hoạt động cùng nhau trong mảng RAID-10, trong trường hợp ổ đĩa bị lỗi, mảng RAID có thể tự xây dựng lại nhanh hơn so với RAID-5 và RAID-6 sau khi ổ đĩa bị lỗi được thay thế. Hiệu suất xây dựng lại nhanh hơn chủ yếu là do thiết kế mô-đun và vì nó không phải tính toán thông tin chẵn lẻ như RAID-5 và RAID-6. Ngoài ra, trong khi xây dựng lại RAID, hiệu suất của toàn bộ mảng RAID vẫn không bị ảnh hưởng, không giống như RAID-5 và RAID-6. Hiệu suất duy nhất của cặp đĩa trong mảng RAID-1 có đĩa bị lỗi sẽ bị ảnh hưởng.
Bạn cũng có thể thêm thiết bị lưu trữ dự phòng vào mảng RAID-10. Đĩa dự phòng hoạt động theo cách tương tự trong RAID-10 cũng như trong các cấu hình MDADM RAID khác, như bạn có thể thấy trong hình bên dưới.
Các thuộc tính của cấu hình MDADM RAID-10 được tóm tắt bên dưới:
Thiết bị lưu trữ yêu cầu tối thiểu: 4
Yêu cầu về thiết bị lưu trữ dự phòng: Nhiều như bạn cần.
An toàn dữ liệu: Một đĩa của mỗi nhóm RAID-1 có thể bị lỗi tại một thời điểm. Vì vậy, một nửa số thiết bị lưu trữ có thể bị lỗi và dữ liệu của bạn vẫn được an toàn miễn là ít nhất một đĩa của mỗi nhóm RAID-1 vẫn ổn.
Tốc độ đọc dữ liệu: Tốc độ đọc của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-10 chia cho 2.
Tốc độ ghi dữ liệu: Tính tốc độ ghi của tất cả các thiết bị lưu trữ được thêm vào mảng RAID-10 bằng cách chia cho 2.
Dung lượng đĩa trống để lưu trữ dữ liệu: Một nửa dung lượng lưu trữ của mảng RAID-10 có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu.
Phần kết luận
Tôi đã thảo luận về một số thuật ngữ MDADM RAID. Tôi cũng đã thảo luận về cách hoạt động của các loại cấu hình MDADM RAID khác nhau và các yêu cầu của chúng.