MDADM es una herramienta que se utiliza para crear, administrar y monitorear dispositivos RAID de software en Linux, y admite diferentes tipos de configuraciones RAID.
En este artículo, voy a analizar algunos de los términos MDADM. También voy a analizar cómo funcionan los diferentes tipos de configuraciones RAID MDADM y sus requisitos.
Dispositivos MDADM activos y de repuesto
Una configuración RAID MDADM puede tener dispositivos activos y de repuesto. Activo y Repuesto Los dispositivos funcionan juntos para garantizar que sus datos estén protegidos cuando fallan uno o más dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID.
Dispositivos activos: Los dispositivos de almacenamiento que MDADM está utilizando actualmente.
Dispositivos de repuesto: Los dispositivos de almacenamiento que MDADM no está utilizando actualmente pero que se agregarán a la matriz RAID MDADM (como Dispositivos activos ) si uno o más Dispositivos activos fallar.
Los principios de funcionamiento de los dispositivos de almacenamiento MDADM Active y Spare se describen en las siguientes figuras. En la figura de la izquierda, tenemos un RAID MDADM de 4 dispositivos de almacenamiento que está configurado con dos dispositivos de almacenamiento de repuesto para seguridad contra fallas. Cuando falla un dispositivo de almacenamiento de la matriz RAID MDADM (por ejemplo, el disco 3 a la derecha de la figura), se agregará un dispositivo de almacenamiento de repuesto a la matriz MDADM como dispositivo de almacenamiento activo (por ejemplo, el disco 5 a la derecha de la figura). ).
Tipos de RAID compatibles con MDADM:
MDADM admite diferentes tipos de configuraciones RAID:
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (o RAID 1+0)
En las siguientes secciones, explicaré los requisitos para diferentes configuraciones de MDADM RAID y cómo funcionan las diferentes configuraciones de MDADM RAID.
Cómo funciona MDADM RAID-0
Para crear una matriz RAID MDADM en la configuración RAID-0, debe tener al menos dos dispositivos de almacenamiento. La configuración MDADM RAID-0 no necesita ningún dispositivo de almacenamiento de repuesto. La matriz MDADM RAID-0 distribuye los datos entre todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz. RAID-0 no proporciona ninguna redundancia de datos. Por lo tanto, si falla cualquiera de los dispositivos de almacenamiento en la matriz RAID-0, falla toda la matriz RAID (perderá todos los datos). RAID-0 se utiliza principalmente para crear un dispositivo de almacenamiento grande a partir de unos pocos dispositivos de almacenamiento más pequeños. RAID 0 no se utiliza en aplicaciones de misión crítica.
Las propiedades de la configuración MDADM RAID-0 se resumen a continuación:
Dispositivos de almacenamiento mínimos requeridos: 2
Requisitos del dispositivo de almacenamiento de repuesto: Ninguno
Seguridad de los datos: Ninguno
Velocidad de lectura de datos: Velocidad de lectura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-0.
Velocidad de escritura de datos: Velocidad de escritura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-0.
Espacio disponible en disco para almacenamiento de datos: El tamaño total de todos los discos agregados a la matriz RAID-0.
En la siguiente figura se muestra un ejemplo de una matriz MDADM RAID-0. Si 2 X 100GB dispositivos de almacenamiento se utilizan en la configuración MDADM RAID-0, puede almacenar aproximadamente 200GB de datos en la matriz RAID.
Cómo funciona MDADM RAID-1
Para crear una matriz RAID MDADM en la configuración RAID-1, debe tener al menos dos dispositivos de almacenamiento. La configuración MDADM RAID-1 puede tener cualquier cantidad de dispositivos de almacenamiento de repuesto. La matriz MDADM RAID-1 almacena los mismos datos en todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz. RAID-1 maximiza la redundancia de datos. Siempre que uno de los dispositivos de almacenamiento de la matriz RAID-1 esté en buenas condiciones, sus datos estarán seguros. RAID-1 se utiliza principalmente para proporcionar la máxima protección a los datos y es ideal para aplicaciones de misión crítica.
Las propiedades de la configuración MDADM RAID-1 se resumen a continuación:
Dispositivos de almacenamiento mínimos requeridos: 2
Requisitos del dispositivo de almacenamiento de repuesto: Tantos como necesites.
Seguridad de los datos: Se garantiza la máxima seguridad de los datos. Los datos están seguros siempre que al menos un dispositivo de almacenamiento esté en buenas condiciones.
Velocidad de lectura de datos: Velocidad de lectura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-1.
Velocidad de escritura de datos: Velocidad de escritura del dispositivo de almacenamiento más lento de la matriz RAID-1.
Espacio disponible en disco para almacenamiento de datos: El espacio en disco de uno de los dispositivos de almacenamiento de la matriz RAID-1.
En la siguiente figura se muestra un ejemplo de una matriz MDADM RAID-1. Si 2 X 100GB dispositivos de almacenamiento se utilizan en la configuración MDADM RAID-1, puede almacenar aproximadamente 100GB de datos en la matriz RAID. Si has añadido 1 X 100GB dispositivo de almacenamiento a la matriz RAID-1 como dispositivo de repuesto y uno de los dispositivos de almacenamiento de la matriz RAID-1 falla, el dispositivo de almacenamiento de repuesto se convertirá en el dispositivo de almacenamiento activo de la matriz RAID-1.
Cómo funciona MDADM RAID-5
Para crear una matriz RAID MDADM en la configuración RAID-5, debe tener al menos tres dispositivos de almacenamiento. La configuración MDADM RAID-5 puede incluir cualquier cantidad de dispositivos de almacenamiento de repuesto. La matriz MDADM RAID-5 calcula una paridad única a partir de los datos almacenados en la matriz y la distribuye entre los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz. Se utiliza un único espacio de almacenamiento en disco para almacenar la información de paridad, y el resto del espacio en disco se puede utilizar para almacenar datos. La matriz MDADM RAID-5 puede tolerar una falla de un solo disco. RAID-5 maximiza el espacio de almacenamiento de datos al mismo tiempo que proporciona seguridad a los datos. RAID-5 es lo suficientemente bueno para almacenar datos importantes.
Las propiedades de la configuración MDADM RAID-5 se resumen a continuación:
Dispositivos de almacenamiento mínimos requeridos: 3
Requisitos del dispositivo de almacenamiento de repuesto: Tantos como necesites.
Seguridad de los datos: Utiliza paridad única para proporcionar tolerancia ante un fallo de un solo disco.
Velocidad de lectura de datos: Velocidad de lectura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-5 menos un dispositivo de almacenamiento (ya que se usará para almacenar información de paridad, no datos reales).
Velocidad de escritura de datos: Velocidad de escritura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-5 menos un dispositivo de almacenamiento (ya que se utilizará para almacenar información de paridad, no datos reales).
Espacio disponible en disco para almacenamiento de datos: Se utiliza un espacio de almacenamiento equivalente a un disco en la matriz RAID-5 para almacenar información de paridad, no datos reales. El resto del espacio en disco de la matriz RAID-5 se puede utilizar para el almacenamiento de datos.
En la siguiente figura (izquierda) se muestra un ejemplo de una matriz MDADM RAID-5. Si 3 X 100GB dispositivos de almacenamiento se utilizan en la configuración MDADM RAID-5, puede almacenar aproximadamente 200GB de datos en la matriz RAID. Un dispositivo de almacenamiento equivalente a espacio en disco: 100GB se utiliza para almacenar la información de paridad de la matriz RAID-5.
Si uno de los dispositivos de almacenamiento en la matriz RAID-5 falla, como se muestra en la figura del medio, sus datos seguirán siendo accesibles. Si has añadido un 1 X 100GB dispositivo de almacenamiento al conjunto RAID-5 como dispositivo de repuesto, como se muestra en la figura de la izquierda, y uno de los dispositivos de almacenamiento del conjunto RAID-5 falla, como se muestra en la figura del medio, el dispositivo de almacenamiento de repuesto se convertirá en el almacenamiento activo dispositivo de la matriz RAID-5, como se muestra en la figura de la derecha.
Una vez que el dispositivo de almacenamiento de repuesto se active, la información de paridad se utilizará para volver a calcular los datos perdidos y el dispositivo de almacenamiento recién agregado se completará con los datos recalculados.
Cómo funciona MDADM RAID-6
Para crear una matriz RAID MDADM en la configuración RAID-6, debe tener al menos cuatro dispositivos de almacenamiento. La configuración MDADM RAID-6 puede tener cualquier cantidad de dispositivos de almacenamiento de repuesto. La matriz MDADM RAID-6 calcula dos conjuntos de paridades a partir de los datos almacenados en la matriz y los distribuye entre los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz. Se utilizan dos discos de espacio de almacenamiento para almacenar la información de paridad y el resto del espacio en disco se puede utilizar para almacenar datos. La matriz MDADM RAID-6 puede tolerar dos fallas de disco como máximo. RAID-6 maximiza el espacio de almacenamiento de datos al tiempo que proporciona una mayor seguridad de los datos que RAID-5. RAID-6 es muy bueno para almacenar datos importantes.
Las propiedades de la configuración MDADM RAID-6 se resumen a continuación:
Dispositivos de almacenamiento mínimos requeridos: 4
Requisitos del dispositivo de almacenamiento de repuesto: Tantos como necesites.
Seguridad de los datos: Utiliza paridad doble para proporcionar tolerancia ante fallas de dos discos.
Velocidad de lectura de datos: Velocidad de lectura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-6 menos dos dispositivos de almacenamiento (ya que se usarán para almacenar información de paridad, no datos reales).
Velocidad de escritura de datos: Velocidad de escritura combinada de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-6 menos dos dispositivos de almacenamiento (ya que se usará para almacenar información de paridad, no datos reales).
Espacio disponible en disco para almacenamiento de datos: Se utilizan dos discos de espacio de almacenamiento en la matriz RAID-6 para almacenar información de paridad, no datos reales. El resto del espacio en disco de la matriz RAID-6 se puede utilizar para el almacenamiento de datos.
En la siguiente figura de la izquierda se muestra un ejemplo de una matriz MDADM RAID-6. Si 4 X 100GB dispositivos de almacenamiento se utilizan en la configuración MDADM RAID-6, puede almacenar aproximadamente 200GB de datos en la matriz RAID. Dos dispositivos de almacenamiento con espacio en disco: 2x100GB se utiliza para almacenar la información de paridad de la matriz RAID-6.
Si fallan un máximo de dos dispositivos de almacenamiento en la matriz RAID-6, como se muestra en la figura del medio, sus datos seguirán siendo accesibles. Si has añadido un 1 X 100GB dispositivo de almacenamiento al conjunto RAID-6 como dispositivo de repuesto, como se muestra en la figura de la izquierda, y uno de los dispositivos de almacenamiento del conjunto RAID-6 falla, el dispositivo de almacenamiento de repuesto se convertirá en el dispositivo de almacenamiento activo del conjunto RAID-6 , como se muestra en la figura de la derecha.
Una vez que el dispositivo de almacenamiento de repuesto se convierte en el dispositivo de almacenamiento activo en la matriz RAID-6, la información de paridad se utilizará para recalcular los datos perdidos y el dispositivo de almacenamiento recién agregado se completará con los datos recalculados.
Cómo funciona MDADM RAID 1+0 o RAID-10
MDADM RAID 1+0, o RAID-10, es una configuración RAID híbrida. Está compuesto por matrices RAID-1 y matrices RAID-0. Algunos de los dispositivos de almacenamiento forman matrices RAID-1 y luego las matrices RAID-1 se utilizan para formar una matriz RAID-0.
Para crear una matriz RAID-10, necesita una cantidad par de dispositivos de almacenamiento. Cada par de dispositivos de almacenamiento forma una matriz RAID-1 y todas las matrices RAID-1 se combinan para crear una matriz RAID-0. De ahí el nombre de RAID-10.
En la siguiente figura se ilustra un ejemplo de una matriz RAID-10, o matriz RAID 1+0. Como puede ver, el disco 1 (100 GB) y el disco 2 (100 GB) crean una matriz RAID-1 con 100 GB de espacio en disco disponible para el almacenamiento de datos. De la misma forma, el disco 3 y el disco 4 forman otra matriz RAID-1 (100 GB). Luego, las matrices RAID-1 se combinan en una matriz RAID-0, lo que le brinda 200 GB de espacio en disco para almacenamiento de datos.
Un beneficio de la matriz RAID-10 es que cada par de dispositivos de almacenamiento que forman las matrices RAID-1 es modular. Dentro de cada matriz RAID-1 modular, un dispositivo de almacenamiento puede fallar, pero sus datos permanecen seguros.
Debido a la forma en que RAID-1 y RAID-0 trabajan juntos en la matriz RAID-10, en caso de falla del disco, la matriz RAID puede reconstruirse más rápido en comparación con RAID-5 y RAID-6, una vez que se reemplaza el disco fallido. El rendimiento de reconstrucción más rápido se debe principalmente a su diseño modular y a que no tiene que calcular información de paridad como RAID-5 y RAID-6. Además, mientras se reconstruye el RAID, el rendimiento de toda la matriz RAID no se ve afectado, a diferencia de RAID-5 y RAID-6. El único rendimiento del par de discos de la matriz RAID-1 en el que falló un disco se verá afectado.
También puede agregar dispositivos de almacenamiento de repuesto a matrices RAID-10. Los discos de repuesto funcionan de la misma manera en RAID-10 que en otras configuraciones RAID MDADM, como puede ver en la siguiente figura.
Las propiedades de la configuración MDADM RAID-10 se resumen a continuación:
Dispositivos de almacenamiento mínimos requeridos: 4
Requisitos del dispositivo de almacenamiento de repuesto: Tantos como necesites.
Seguridad de los datos: Un disco de cada grupo RAID-1 puede fallar a la vez. Por lo tanto, la mitad de los dispositivos de almacenamiento pueden fallar y sus datos seguirán estando seguros siempre que al menos un disco de cada grupo RAID-1 esté en buen estado.
Velocidad de lectura de datos: Velocidad de lectura de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-10 dividida por 2.
Velocidad de escritura de datos: Calcule la velocidad de escritura de todos los dispositivos de almacenamiento agregados a la matriz RAID-10 dividiéndola por 2.
Espacio disponible en disco para almacenamiento de datos: La mitad del espacio de almacenamiento de la matriz RAID-10 se puede utilizar para almacenar datos.
Conclusión
He analizado algunos de los términos de MDADM RAID. También analicé cómo funcionan los diferentes tipos de configuraciones RAID MDADM y sus requisitos.