Какво е RAID в Linux и как да го конфигурирам

Живеем в свят на евтино съхранение на данни. И това означава, че всеки може да използва множество, евтини дискови устройства в масиви, за да архивира данните си - като по този начин осигурява необходимото резервиране, което му е необходимо, за да запази данните си в безопасност. Запознайте се с RAID - процесът на комбиниране на множество дискови устройства за създаване на масив от устройства. Компютърът, към който е свързан RAID, го вижда като единично устройство или устройство и го обработва.

В тази статия ще разгледаме RAID в Linux и ще научим как да го конфигурираме. Преди да направим това обаче, нека се опитаме да направим RAID в дълбочина.

Какво е RAID?

RAID означава съкращение от масив независими дискове (RAID). С RAID потребителят може да използва множество дискове за достъп и съхранение на информация. RAID е възможен с помощта на техники като отразяване на диска (RAID ниво 1), дискова лента (RAID ниво 0) и паритет (RAID ниво 5). Използвайки тези техники, настройката на RAID може да постигне предимства като излишък, увеличена честотна лента, по-ниска латентност и възстановяване на данни при срив на твърдия диск или хранилището.

За да постигне всички гореспоменати предимства, RAID трябва да разпределя данни към масивното устройство. След това RAID се грижи за процеса на разпространение на данни, като ги разбива на 32K или 64K парчета. RAID също е в състояние да разделя данните на по-големи парчета и според изискването. След като парчетата са създадени, данните се записват в твърдия диск, който се създава въз основа на RAID масива.

По същия начин данните се четат, използвайки същия обратен процес, създавайки процеса на съхранение и възстановяване на данни с помощта на RAID масива.

Кой трябва да го използва?

Всеки наистина може да използва RAID масиви. Системните администратори обаче могат да се възползват от това, тъй като трябва да управляват много данни. Те могат също да използват RAID технология, за да минимизират отказите на диска, да подобрят капацитета за съхранение или да увеличат скоростта.

Видове RAID

Преди да продължим по-нататък, нека да разгледаме видовете RAID. Като системен администратор или потребител на Linux можете да настроите и използвате два типа RAID. Те са хардуерен RAID и софтуерен RAID.

Хардуерен RAID: Хардуерният RAID се реализира независимо на хоста. Това означава, че трябва да инвестирате в хардуер, за да го настроите. Разбира се, те са бързи и разполагат със собствен специализиран RAID контролер, осигурен чрез PCI Express картата. По този начин хардуерът не използва хост ресурсите и се представя най-добре благодарение на кеша на NVRAM, който позволява по-бърз достъп за четене и запис.

В случай на повреда, хардуерът съхранява кеша и го възстановява, като използва резервни копия на захранването. Като цяло хардуерният RAID не е за всеки и изисква доста инвестиции, за да започнете.

Предимствата на Hardware RAID включват следното:

• Истинско изпълнение: Тъй като специалният хардуер подобрява производителността, като не взема процесорните цикли или дискове на хоста. Те могат да се представят в своя пик без използване на режийни, като се има предвид, че има достатъчно кеширане, за да поддържа скоростта.
• RAID контролери: Използваните RAID контролери предлагат абстракция, що се отнася до подреждането на дисковете. ОС ще види целия набор от твърди дискове като единно устройство за съхранение. Това означава, че операционната система не трябва да измисля как да я управлява, тъй като си взаимодейства с RAID като едно твърдо устройство.

Хардуерният RAID има някои недостатъци. Например, може да има заключване на доставчик. В този случай, ако искате да преминете към друг доставчик на хардуер, може да не получите достъп до предишната си RAID система. Друг недостатък е свързаната цена с настройката.

Софтуерен RAID: Софтуерният RAID зависи от хоста за ресурси. Това означава, че те са бавни в сравнение с хардуерните аналози и това е очевидно, тъй като те не получават достъп до собствения си набор от ресурси в сравнение с хардуерния RAID.

В случая със софтуерния RAID операционната система трябва да се погрижи за връзката с диска.

Основните предимства, които получавате при използване на софтуер RAID, са както по-долу:

• Отворен код: Софтуерният RAID е с отворен код, като се има предвид, че може да бъде внедрен и използван в решения с отворен код като Linux. Това означава, че можете да превключвате между системите и да гарантирате, че те работят без никакви промени. Ако направите RAID конфигурация в Ubunutu, можете по-късно да я експортирате и да я използвате на машина CentOS.
• Гъвкавост: Тъй като RAID трябва да бъде конфигуриран в операционната система, вие имате пълен контрол върху това как да работи. Така че, ако искате да направите промени, можете да го направите, без да променяте хардуера.
• Ограничени разходи: Тъй като не се изисква специфичен хардуер, не е нужно да харчите много!

Има и още един тип RAID, който трябва да знаете, т.е.д., хардуерно подпомаган софтуер RAID. Това е фърмуер RAID или фалшив RAID, който получавате или при внедряването на евтини RAID карти на дънната платка. Този подход е идеален за поддръжка на многооперационна система, докато недостатъците включват режийни разходи, ограничена RAID поддръжка и специфични хардуерни изисквания.

Разбиране на RAID нивата

Последното парче от пъзела, за което трябва да научим, е нивото на RAID. Ако сте обърнали внимание, вече споменахме различните RAID техники, особено RAID нивото. Те определят връзката и конфигурацията на дисковете. Нека да ги разгледаме накратко по-долу.

• RAID 0: RAID 0 е дискова конфигурация, при която можете да използвате две или повече устройства и след това да изтриете данни от тях. Премахването на данни означава разбиването им на парчета от данни. Веднъж счупени, те се записват на всеки от дисковите масиви. Подходът RAID 0 е изключително полезен, когато става въпрос за разпространение на данни за съкращаване. На теория, колкото повече номера на диска използвате, толкова по-добра е производителността на RAID. В действителност обаче той не може да достигне това ниво на изпълнение. В RAID 0 крайният размер на диска е просто добавяне на съществуващите дискови устройства.
• RAID 1: RAID 1 е полезна конфигурация, когато е необходимо да се отразяват данни между устройства (две или повече). И така, данните се записват на всяко устройство в групата. Накратко, всеки един от дисковете има точното копие на данните. Този подход е полезен за създаване на резервиране и полезен, ако подозирате, че в бъдеще ще имате повреда на устройството. Така че, ако дадено устройство се провали, то може да бъде възстановено, като се използват данните на други функционални устройства.
• RAID 5: Конфигурацията RAID 5 използва битове от RAID 0 и RAID 1. Той разпределя данни на устройствата; той също така гарантира, че ивичестите данни се проверяват в масива; той използва математически алгоритми за проверка на информацията за паритета. Предимствата включват повишаване на производителността, реконструкция на данни и по-добро ниво на излишък. Въпреки това има недостатъци на този подход, тъй като RAID 5 може да се забави, което се отразява на операциите за запис. Ако устройство в масива се провали, това може да наложи много наказания по цялата мрежа.
• RAID 6: Що се отнася до RAID 6, подходът, който той използва, е подобен на този на RAID 5. Ключовата разлика обаче е информацията за двойния паритет.
• RAID 10: И накрая, имаме RAID 10, който може да бъде реализиран в два различни подхода, вложен RAID 1 + 0 и RAID 10 на mdam.

Как да конфигурирам RAID в Linux

Както можете да видите, че има различни RAID конфигурации, които можете да конфигурирате на вашето устройство. Така че практически не е възможно да се обхванат всички от тях в тази публикация. За по-голяма простота ще направим внедряване на софтуер RAID 1. Това внедряване може да се направи на съществуващите дистрибуции на Linux.

Преди да започнете, трябва да имате на разположение някои основни неща.

• Уверете се, че имате инсталирана правилна дистрибуция на Linux на вашия твърд диск. Устройството, на което сте инсталирали дистрибуцията на Linux, ще се използва през целия процес. Така че, може да искате да го отбележите някъде, за да го получите лесно.
• В следващата стъпка трябва да вземете поне още един твърд диск. За да осигурите правилна инсталация, препоръчително е да вземете два твърди диска и да ги наименувате / dev / sdb и / dev / sdc. Можете да вземете дискове с различни размери и според вашето удобство.
• Сега трябва да създадете специални файлови системи и на двата си нови твърди диска.
• След като приключите, трябва да можете да създадете RAID 1 масив с помощта на помощната програма mdadm.

1. Подготовка на твърдия ви диск

Първата стъпка е да подготвите твърдия си диск за RAID конфигурацията. За да знаете имената на твърдите дискове, които са свързани към вашия компютър, трябва да отворите терминала и да изпълните следната команда.

sudo fdisk - 1

Това ще изброи дисковите устройства или твърдите дискове, които са свързани към вашия компютър.

За урок ще използваме името на първото дисково устройство като / dev / sdb и / dev / sdc

С сортираните имена на твърди дискове е време да създадете нова MBR таблица на дяловете и на двата твърди диска. Преди да направите това, препоръчително е да архивирате някоя от данните на тези твърди дискове, тъй като форматирането и създаването на нов MBR дял означава загуба на всички ваши съществуващи дялове и съхранените данни на дисковете.

Кодът за създаване на нови дялове е както по-долу.

sudo се раздели / dev / sdb mklabel msdos

По същия начин можете да разделите втория, като използвате същата команда. Трябва обаче да промените името на дисковото устройство в командата.

В случай, че искате да създадете GPT базирани дялове, можете да го направите, като замените MS-DOS с gpt. Ако обаче го правите за първи път и следвате урока, препоръчваме да използвате типа MBR дял.

Следващата стъпка е да създадете нови дялове на прясно форматираните устройства. Това е необходимо, тъй като ще ни помогне да се уверим, че дяловете се откриват автоматично по време на файловата система за автоматично откриване на Linux raid.

За да започнете, въведете следната команда.

sudo fdisk / dev / sdb

Сега ще трябва да преминете през следните стъпки:

• За да създадете нов дял, трябва да въведете n.
• За първичен дял трябва да напишете p
• Сега, за да създадете / dev / sdb1, трябва да въведете 1
• Оттам натиснете Enter, за да изберете първия сектор по подразбиране.
• По същия начин също трябва да изберете последния сектор по подразбиране.
• Натискането на P сега ще ви покаже цялата информация за вашите новосъздадени дялове.
• След това трябва да промените типа на дяла, като натиснете t
• За да преминете към Linux raid autodetect, трябва да въведете fd
• И накрая, проверете отново информацията за дяла, като напишете p
• И накрая, най-добре би било да въведете w, за да могат да бъдат приложени всички промени.

2. Привеждане на mdadm към работа

Тъй като работим с множество дискови устройства, трябва да инсталираме и инструмента mdadm. Инструментът означава управление на MD или управление на множество устройства. Известен е и като RAID в Linux софтуера.

Ако използвате Ubuntu / Debian, можете да го инсталирате, като използвате следната команда:

sudo apt инсталирайте mdadm

В случай, че използвате Redhat или CentOS, трябва да използвате следната команда:

sudo yum инсталирате mdadm

Веднъж инсталиран, сега е време да разгледате устройствата, които използвате RAID. За да направите това, трябва да използвате следната команда.

sudo mdadm -examine / dev / sdb

Можете също да добавите още устройства, които да командвате с интервал между тях. Можете също да напишете fd команда (Linux raid autodetect), за да научите за устройствата. Ясно е, че можете също да видите, че RAID все още не е формиран.

3. Създаване на логическо устройство RAID 1

За да създадете RAID 1, трябва да използвате следната команда.

sudo mdadm --create / dev / md3 --level = mirro --raid-devices = 2 / dev / sbd1 / dev / sdc1

Трябва да наименувате новото логическо устройство. В нашия случай сме го направили / dev / md3.

В случай, че не можете да изпълните командата, трябва да рестартирате машината си.

Ако искате повече информация за новосъздаденото устройство за нападение, можете да използвате следните команди.

sudo mdadm --detail / dev / m3

Можете също да проверите всеки от отделните дялове, като използвате опцията -examine.

sudo mdadm --examine

4. Файлова система с логическо устройство RAID 1

Сега е време да създадете файловата система на новосъздаденото логическо устройство. За целта трябва да използваме командата mkfs, както е показано по-долу.

sudo mkfs.ext4 / dev / md3

Сега можете да създадете монтиране и след това да монтирате RAID 1 устройството. За да направите това, трябва да използвате следните команди.

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

5. Проверете дали всичко работи по предназначение

След това трябва да видите дали всичко работи по предназначение.

За да направите това, трябва да създадете нов файл на новото логическо устройство. Първо отивате до новомонтирания RAID и след това създавате файл там.

Ако всичко работи по предназначение, поздравления, успешно сте създали вашата RAID 1 конфигурация.

Освен това трябва да запазите вашата RAID 1 конфигурация. Можете да го направите, като използвате следната команда.

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

Заключение

RAID е полезна техника, за да се възползвате от другите си устройства, тъй като те осигуряват излишък, по-добра скорост и конфигурация и много повече!

Надяваме се, че ръководството ви е било полезно. Освен това, тъй като има различни типове RAID, трябва да правите нещата по различен начин за всеки един от тях. Ще продължим да добавяме тези ръководства в бъдеще, така че предлагайте да се абонирате и да продължите да посещавате FOSSLinux.

Също така, какво мислите за RAID? Мислите ли, че имате нужда от тях? Коментирайте по-долу и ни уведомете.