Mdadm создает массив рейда 1

Обновлено: 03.07.2024

Это простое руководство входит в серию, которую я назову "Практическое руководство без рекламы". В ней я собираюсь описать, как создать и смонтировать RAID-массив в Linux с помощью mdadm.

В этом руководстве я создам массив RAID 0, но можно создать и другие типы, указав соответствующий --level в команде mdadm create.

Подготовьте диски

У вас должно быть настроено и готово к работе как минимум два накопителя. И убедитесь, что вы ничего не заботитесь о них. Они будут стерты. И убедитесь, что вас не волнует целостность данных, которые вы собираетесь хранить на томе RAID 0. RAID 0 хорош для скорости. и это все. Любой диск выйдет из строя, все ваши данные исчезнут.

Примечание. В других руководствах, таких как это превосходное руководство на сайте Unix StackExchange, содержится гораздо больше подробностей. Это всего лишь краткое руководство.

Список всех устройств в вашей системе:

Я хочу объединить sda в RAID через sde (безумие, я знаю). Я заметил, что у sda уже есть раздел и монтирование. Мы должны убедиться, что все диски, которые будут частью массива, не имеют разделов:

Проделайте это для каждого из дисков. Если вы еще этого не поняли, это стирает все. Он не обнуляет данные, поэтому технически их все еще можно восстановить!

Убедитесь, что ничего не смонтировано (и убедитесь, что вы удалили все диски, которые вы будете использовать в массиве, из /etc/fstab, если у вас там было постоянное монтирование для них!):

Хорошо выглядит, пора приступать к построению массива!

Разметить диски с помощью sgdisk

Вы можете сделать это в интерактивном режиме с помощью gdisk , но мне нравится больше автоматизации, поэтому я использую sgdisk . Если он не установлен и вы используете дистрибутив, похожий на Debian, установите его: sudo apt install -y gdisk .

Проделайте это для каждого диска.

ВНИМАНИЕ! Ввод здесь неправильных команд сотрет данные на ваших драгоценных дисках. Вы были предупреждены. Еще раз.

Убедитесь, что теперь для каждого диска есть раздел:

Создайте массив RAID 0 с помощью mdadm

Если у вас не установлен mdadm и вы используете систему, подобную Debian, запустите sudo apt install -y mdadm .

Вы можете указать разные уровни RAID с помощью параметра --level выше. Некоторые уровни требуют определенного количества дисков для правильной работы!

Убедитесь, что массив работает

Для RAID 0 он должен немедленно показать Состояние: чистое при выполнении команды ниже. Для других уровней RAID первоначальная повторная синхронизация или выполнение других операций может занять некоторое время.

Вы наблюдаете за ходом перестроения (при выборе уровня, отличного от RAID 0, это займет некоторое время) с помощью watch cat /proc/mdstat . Ctrl-C для выхода.

Сохранить конфигурацию массива в mdadm.conf

Если этого не сделать, массив RAID не появится после перезагрузки. Это было бы печально.

Отформатировать массив

В этом примере я использовал ленивую инициализацию, чтобы избежать (очень) долгого процесса инициализации всех инодов. Для больших массивов, особенно с совершенно новыми дисками, которые, как вы знаете, не заполнены старыми файлами, нет практической причины делать это «нормальным»/неленивым способом (по крайней мере, AFAICT).

Смонтировать массив

Проверив наш массив с помощью lsblk, мы можем увидеть все члены md0:

Теперь создайте точку подключения и подключите том:

Убедитесь, что монтирование отображается с помощью df

Сохранение монтирования

Если вы не добавите монтирование в /etc/fstab , оно не будет смонтировано после перезагрузки!

Сначала получите UUID массива (значение в кавычках в выводе ниже):

Затем отредактируйте /etc/fstab (например, sudo nano /etc/fstab ) и добавьте в конец строку, подобную следующей:

Сохраните этот файл и перезагрузите компьютер.

Примечание. Если в вашей системе доступен genfstab, используйте его. Гораздо менее вероятно, что что-то выйдет из строя: genfstab -U /mnt/mydrive >> /mnt/etc/fstab .

Убедитесь, что монтирование сохранилось.

Удалить массив

Если вы хотите удалить массив RAID и сбросить все разделы диска, чтобы использовать их в другом массиве или по отдельности, вам необходимо сделать следующее:

Отредактируйте /etc/fstab и удалите строку для точки монтирования /mnt/raid0.
Отредактируйте файл /etc/mdadm/mdadm.conf и удалите ранее добавленные строки через mdadm | тройник .
Размонтируйте том: sudo umount /mnt/raid0
Очистите файловую систему ext4: sudo wipefs --all --force /dev/md0
Остановите том RAID: sudo mdadm --stop /dev/md0
Обнулите суперблок на всех дисках: sudo mdadm --zero-superblock /dev/sda1 /dev/sdb1 .

На этом этапе у вас должны быть восстановлены все диски, которые были частью массива, и вы можете делать с ними другие действия.

В этом руководстве мы будем говорить о RAID, в частности, мы настроим программный RAID 1 в работающем дистрибутиве Linux.

Что такое RAID?

RAID означает избыточный массив недорогих дисков. RAID позволяет превратить несколько физических жестких дисков в один логический жесткий диск. Существует множество уровней RAID, таких как RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 10 и т. д.

Здесь мы обсудим RAID 1, также известный как зеркалирование дисков. RAID 1 создает идентичные копии данных. Если у вас есть два жестких диска в RAID 1, то данные будут записываться на оба диска. На двух жестких дисках одинаковые данные.

Приятная сторона RAID 1 заключается в том, что если один из ваших жестких дисков выйдет из строя, ваш компьютер или сервер все равно будут работать, поскольку у вас есть полная и неповрежденная копия данных на другом жестком диске. Вы можете извлечь неисправный жесткий диск во время работы компьютера, вставить новый жесткий диск, и он автоматически восстановит зеркало.

Недостаток RAID 1 заключается в том, что вы не получаете дополнительного места на диске. Если у вас два жестких диска емкостью 1 ТБ, то общий полезный объем составит 1 ТБ вместо 2 ТБ.

Аппаратный RAID и программный RAID

Для настройки RAID можно использовать контроллер жесткого диска или программу для его создания. Контроллер жесткого диска — это карта PCIe, которую вы вставляете в компьютер. Затем вы подключаете свои жесткие диски к этой карте. При загрузке компьютера вы увидите опцию, позволяющую настроить RAID. Вы можете установить операционную систему поверх аппаратного RAID, что может увеличить время безотказной работы.

Программный RAID требует, чтобы у вас уже была установлена операционная система. Это удобно для хранения данных.

Основные шаги по созданию программного RAID 1 в Linux

Сначала вам нужно установить дистрибутив Linux на жесткий диск. В этом руководстве мы назовем его /dev/sda .
Тогда вы возьмете два жестких диска, которые в этом посте будут называться /dev/sdb и /dev/sdc. Эти два жестких диска могут быть разного размера. Не забудьте сделать резервную копию существующих данных перед форматированием жестких дисков.
Далее мы создадим специальные файловые системы в /dev/sdb и /dev/sdc .
И, наконец, создайте массив RAID 1 с помощью утилиты mdadm.

Шаг 1. Отформатируйте жесткий диск

Вставьте два жестких диска в свой компьютер с Linux, затем откройте окно терминала. Выполните следующую команду, чтобы проверить имя устройства.

Вы можете видеть, что у меня это /dev/sdb и /dev/sdc .

Затем выполните две следующие команды, чтобы создать новую таблицу разделов MBR на двух жестких дисках. (Примечание: это приведет к удалению всех существующих разделов и данных с этих двух жестких дисков. Убедитесь, что у вас есть резервная копия данных.)

Вы можете создать таблицу разделов GPT, заменив msdos на gpt , но для совместимости в этом руководстве будет создана таблица разделов MBR.

Далее с помощью команды fdisk создайте новый раздел на каждом диске и отформатируйте их как файловую систему автоопределения рейда Linux. Сначала сделайте это на /dev/sdb .

Следуйте этим инструкциям.

Введите n, чтобы создать новый раздел.
Введите p, чтобы выбрать основной раздел.
Введите 1, чтобы создать /dev/sdb1.
Нажмите Enter, чтобы выбрать первый сектор по умолчанию.
Нажмите Enter, чтобы выбрать последний сектор по умолчанию. Этот раздел будет охватывать весь диск.
При вводе p будет напечатана информация о вновь созданном разделе. По умолчанию тип раздела — Linux.
Нам нужно изменить тип раздела, поэтому введите t.
Введите fd, чтобы задать тип раздела для автоматического определения рейда Linux.
Введите p еще раз, чтобы проверить тип раздела.
Введите w, чтобы применить вышеуказанные изменения.

Следуйте той же инструкции, чтобы создать раздел автоопределения рейда Linux в /dev/sdc .

Теперь у нас есть два рейд-устройства /dev/sdb1 и /dev/sdc1 .

Шаг 2. Установите mdadm

mdadm используется для управления устройствами MD (несколько устройств), также известными как программный RAID для Linux.

Давайте рассмотрим два устройства.

Вы можете видеть, что оба имеют тип fd (автоопределение рейда Linux). На данном этапе нет настройки RAID на /dev/sdb1 и /dev/sdc1, что можно сделать с помощью этой команды.

Шаг 3. Создайте логический диск RAID 1

Выполните следующую команду, чтобы создать RAID 1. Логический диск будет называться /dev/md0 .

Примечание. Если вы видите это сообщение: "Устройство или ресурс занято", возможно, вам потребуется перезагрузить ОС.

Теперь мы можем проверить это с помощью:

Вы можете видеть, что md0 активен и представляет собой настройку RAID 1. Чтобы получить более подробную информацию о /dev/md0, мы можем использовать следующие команды:

Чтобы получить подробную информацию о каждом рейд-устройстве, выполните следующую команду:

Шаг 4. Создайте файловую систему на логическом диске RAID 1

Давайте отформатируем его в файловую систему ext4.

Затем создайте точку подключения /mnt/raid1 и подключите диск RAID 1.

Эту команду можно использовать для проверки объема свободного места на диске.

Шаг 5. Проверка

Теперь давайте перейдем к /mnt/raid1 и создадим текстовый файл.

Напишите что-нибудь вроде

Сохраните и закройте файл. Затем извлеките один из дисков из компьютера и снова проверьте состояние устройства RAID 1.

Вы видите, что /dev/sdc1 недоступен. Если мы проверим /dev/md0 , мы увидим, что одно устройство RAID удалено.

Однако текстовый файл все еще там.

Чтобы добавить отказавший диск (в данном случае /dev/sdc1 ) обратно в RAID, выполните следующую команду.

Очень важно сохранить нашу конфигурацию RAID1 с помощью приведенной ниже команды.

В некоторых дистрибутивах Linux, таких как CentOS, файл конфигурации для mdadm называется /etc/mdadm.conf . Вы должны запустить следующую команду, чтобы сгенерировать новый образ initramfs после выполнения вышеуказанной команды.

Чтобы автоматически монтировать логический диск RAID 1 во время загрузки, добавьте запись в файл /etc/fstab, как показано ниже.

Возможно, вы захотите использовать опцию x-gvfs-show, которая позволит вам увидеть свой RAID1 на боковой панели файлового менеджера.

Как удалить RAID

Если вы больше не хотите использовать RAID, выполните следующую команду, чтобы удалить RAID.

Затем отредактируйте файл mdadm.conf и закомментируйте определение RAID.

Кроме того, отредактируйте файл /etc/fstab и закомментируйте строку, которая включает автоматическое монтирование устройства RAID.

Подведение итогов

Я надеюсь, что это руководство помогло вам создать программный RAID 1 в Linux. Как всегда, если вы нашли этот пост полезным, подпишитесь на нашу бесплатную рассылку или следите за нами в Google+, Twitter или на нашей странице в Facebook.

RAID – это платформа виртуализации для хранения данных, объединяющая несколько физических дисков в один или несколько логических блоков. В зависимости от требуемого уровня надежности и эффективности данные распределяются по дискам одним из многих способов, называемых уровнями RAID. Различные системы известны как «RAID», за которым следует целое число, например RAID 0 или RAID 1. Каждая система или уровень RAID обеспечивает различный баланс между ключевыми целями, т. е. стабильностью, удобством использования, производительностью и надежностью.

RAID использует методы зеркального отображения или чередования дисков, зеркальное отображение на более чем одном диске приведет к копированию одинаковых данных. Чередование разделов позволяет распределять данные по нескольким дискам. Емкость каждого диска разделена на единицы, которые варьируются от сектора (512 байт) до нескольких мегабайт. Уровни RAID выше, чем RAID 0, обеспечивают защиту от неисправимых ошибок чтения в полевых условиях, а также от сбоев целых физических дисков.

Устройства RAID развертываются с помощью драйвера приложения md. Программный RAID-массив Linux в настоящее время поддерживает RAID 0 (полосовой), RAID 1 (зеркальный), RAID 4, RAID 5, RAID 6 и RAID 10.Mdadm — это утилита Linux, используемая для контроля и управления устройствами RAID для приложений. Несколько основных режимов работы mdadm: сборка, создание, отслеживание, мониторинг, рост, инкрементный и автоматическое обнаружение. Название происходит от узлов нескольких устройств (md), которыми он управляет или управляет. Давайте рассмотрим создание различных массивов Raid с помощью mdadm.

Создание массива RAID 0:

RAID 0 — это механизм, с помощью которого данные разделяются на блоки, и эти блоки разбросаны по различным устройствам хранения, таким как жесткие диски. Означает, что каждый диск содержит часть данных, и при доступе к этим данным будут ссылаться на несколько дисков. В рейде 0, поскольку блоки чередуются, его производительность превосходна, но из-за отсутствия стратегии зеркалирования одиночный сбой устройства уничтожит все данные.

Чтобы приступить к работе, необходимо сначала идентифицировать устройства-компоненты с помощью следующей команды:

У нас есть два диска без файловой системы, каждый размером 50G, как видно из скриншота. В данном случае для данного сеанса этим устройствам были присвоены идентификаторы /dev/ch1 и /dev/ch2. Это необработанные компоненты, которые мы собираемся использовать для создания массива.

Чтобы использовать эти компоненты для создания массива RAID 0, укажите их в команде –create. Вам нужно будет определить имя системы, которую вы хотите построить (в нашем случае /dev/mch0), уровень RAID, т. е. 0, и количество устройств:

[email protected]:~$ sudo mdadm --create --verbose / dev / mch0 --level = 0
--raid-devices = 2 / dev / ch1 / dev / ch2

Проверив журнал /proc/mdstat, мы можем гарантировать успешное создание RAID:

Система /dev/mch0 была создана с устройствами /dev/ch2 и /dev/ch1 в конфигурации RAID 0. Теперь смонтируйте файловую систему на этом массиве с помощью следующей команды:

Теперь создайте точку монтирования и смонтируйте файловую систему с помощью следующих команд:

[email protected]:~$ sudo mkdir -p / mnt / mch0
[email protected]:~$ sudo mount /dev / mch0 / mnt / mch0

Проверьте, есть ли свободное место:

Теперь нам нужно изменить файл /etc/mdadm/mdadm.conf, чтобы убедиться, что список автоматически собирается заново при загрузке. Вы будете автоматически искать текущий массив, подключать файл и обновлять начальную файловую систему RAM с помощью следующей последовательности команд:

[email protected]:~$ sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf
[email protected]:~$ sudo update-initramfs -u

Для автоматического монтирования при загрузке добавьте новые параметры монтирования файловой системы в доступном файле etc/fstab:

Теперь каждая загрузка может автоматически добавлять ваш массив RAID 0 и монтировать его.

Создание массива RAID 5:

Массивы Raid 5 создаются путем удаления данных с различных устройств. Измеренный блок четности является частью каждой полосы. Блок четности и оставшиеся блоки будут использоваться для определения недостающих данных в случае отказа устройства. Система, получающая блок четности, чередуется таким образом, чтобы для каждого устройства была сбалансированная сумма информации о четности. Хотя информация о четности является общей, объем памяти одного диска может использоваться для проверки четности. В поврежденном состоянии RAID 5 будет иметь очень плохие результаты.

Для создания массива RAID 5 мы должны сначала идентифицировать составные устройства, как мы определили в RAID 0. Но в RAID 5 у нас должно быть как минимум 3 устройства хранения. Найдите идентификаторы этих устройств с помощью следующей команды:

Используйте команду –create для создания массива RAID 5, но в этом случае используйте значение 5 для «уровня».

[email protected]:~$ sudo mdadm --create --verbose / dev / md0 --level = 5
--raid-devices = 3 / dev / sda / dev / sdb / dev / sdc

Это может занять определенное время, даже в течение этого времени массив может использоваться. Проверив журнал /proc/mdstat, вы сможете отслеживать ход создания:

Теперь создайте и смонтируйте файловую систему в массиве, выполнив следующую последовательность команд:

[электронная почта защищена]:~$ sudo mkfs.ext4 -F /dev/md0
[электронная почта защищена]:~$ sudo mkdir -p / mnt / md0
[электронная почта защищена]:~$ sudo mount /dev/md0/mnt/md0

После монтирования вы можете проверить, доступен он или нет::

Для автоматической сборки и монтирования массивов RAID 5 при каждой загрузке необходимо настроить initramfs и добавить недавно созданную файловую систему в файл fstab, выполнив следующие команды:

Вывод:

RAID обеспечивает эффективность и стабильность за счет объединения нескольких жестких дисков. Таким образом, система получает один жесткий диск большой емкости с гораздо более высокой скоростью, чем обычные диски с разделами. С другой стороны, это не способствует избыточности и отказоустойчивости, и в случае отказа одного диска все данные будут потеряны.

Об авторе

Усама Азад

Энтузиаст по безопасности, который любит Terminal и Open Source. Моя область знаний — Python, Linux (Debian), Bash, тестирование на проникновение и брандмауэры. Я родился и вырос в Вазирабаде, Пакистан, и в настоящее время учусь в Национальном университете науки и технологий (NUST). В Твиттере меня зовут @UsamaAzad14

В этой статье я расскажу, как настроить программный рейд 1 с запасным диском и без него, т. е. зеркалирование рейда, в котором хранятся данные. Я объясню это более подробно в следующих главах. Я написал еще одну статью со сравнением и различием между различными типами RAID, используя цифры, включая плюсы и минусы отдельных типов RAID, чтобы вы могли принять обоснованное решение, прежде чем выбирать тип RAID для своей системы.

Что такое RAID 1?

RAID-1 обычно называют зеркалированием. Каждый дочерний объект в регионе RAID-1 содержит идентичную копию данных в регионе. Запись в область RAID-1 приводит к тому, что эти данные записываются одновременно во все дочерние объекты. Чтение из области RAID-1 может привести к чтению данных из любого из дочерних объектов. Дочерние объекты региона RAID-1 не обязательно должны иметь одинаковый размер, но размер региона будет равен размеру наименьшего дочернего объекта.

Создать программный RAID 1 без запасного диска

Простейшая конфигурация RAID-1 должна содержать как минимум два диска-участника. В этом примере /dev/sdb1 и /dev/sdc1 являются дисками-участниками RAID-1 в /dev/md0:

Массивы RAID-1 должны содержать диски-участники с разделами одинакового размера. Если эти массивы содержат разделы разного размера, большие разделы будут усечены, чтобы отразить размер наименьшего раздела.

Перед созданием программного рейда 1 на узле Linux необходимо выполнить следующие действия. Поскольку я уже выполнил эти шаги в своей предыдущей статье, я поделюсь гиперссылками здесь

Важные правила разметки

Разметка с помощью fdisk

Теперь у нас есть разделы, которые мы можем проверить с помощью lsblk

Настроить программный рейд 1

Теперь, поскольку у нас есть все разделы, мы создадим программный массив RAID 1 на этих разделах

chunk-size не влияет на RAID-1, так как не используется чередование дисков. Но размер фрагмента по-прежнему требуется в качестве заполнителя. Также обратите внимание, что постоянный суперблок не нужен для RAID-1.

Проверьте изменения

Теперь, поскольку наш программный массив RAID 1 успешно создан. Проверьте изменения, используя команду ниже

Теперь /proc/mdstat сообщает информацию о массиве, а также включает информацию о процессе ресинхронизации. Ресинхронизация выполняется всякий раз, когда новый массив, поддерживающий избыточность данных, инициализируется в первый раз. Процесс ресинхронизации гарантирует, что все диски зеркала будут содержать одни и те же данные.

Ресинхронизация выполнена примерно на 40 процентов и должна быть завершена через некоторое время в зависимости от размера массива вашего программного обеспечения RAID 1.

Вы можете начать создавать файловую систему в массиве еще до завершения ресинхронизации, но вам, вероятно, не следует вводить массив в эксплуатацию, пока он не завершится.

Создать файловую систему

Теперь, когда наш программный массив RAID 1 готов, мы создадим поверх него файловую систему, чтобы ее можно было использовать для хранения данных. Ради этой статьи я создам файловую систему ext4, но вы можете создать любую другую файловую систему на своем программном рейде 1 в соответствии с вашими требованиями

Чтобы проверить детали массива программного рейда 1, вы можете использовать следующую команду

Создать точку подключения

Затем нам нужна точка монтирования для доступа к файловой системе массива программного обеспечения raid 1.

Теперь, когда у нас есть точка монтирования, и мы смонтировали наш программный массив RAID 1 на нашей точке монтирования. Давайте проверим детали нашего программного массива RAID 1.

Теперь этот программный массив RAID 1 можно использовать для хранения ваших данных. Но в настоящее время, поскольку мы временно смонтировали эту файловую систему, она будет недоступна после перезагрузки.

Чтобы изменения сохранялись при перезагрузке, добавьте приведенный ниже контент в файл /etc/fstab

Затем сохраните файл и перезагрузите узел.
После того, как узел ВКЛЮЧЕН, убедитесь, что ваш программный массив RAID 1 смонтирован в вашей точке монтирования, т. е.

Настройка программного RAID 1 с запасным диском

В случае сбоя диска полезно иметь возможность автоматически продвигать другой диск в массив для замены отказавшего диска, поэтому рекомендуется добавить запасной диск при настройке программного рейда 1.

Параметр запасного диска объединяется с параметром устройства для определения дисков, которые будут вставлены в массив в случае сбоя одного из дисков. В этой статье я добавил новый виртуальный диск, чтобы продемонстрировать создание массива программного рейда 1 с запасным диском.

Если вы используете mdadm, флаг -x определяет количество запасных дисков. Диски-члены анализируются слева направо в командной строке. Таким образом, первые два диска, перечисленные в этом примере ( /dev/sdb1 и /dev/sdc1 ), становятся активными членами RAID, а последний диск ( /dev/sdd1 ) становится запасным диском.

Если диск в этом массиве выйдет из строя, ядро удалит неисправный диск (либо /dev/sdb1, либо /dev/sdc1) из /dev/md0, вставит /dev/sdd1 в массив и начнет реконструкцию. В этом случае /dev/sdb1 завершился сбоем (принудительно), как указано (F) в следующем листинге.

Драйвер md автоматически вставил запасной диск /dev/sdd1 и начал восстановление.

Чтобы проверить детали массива программного обеспечения raid 1 /dev/md0

Наконец, я надеюсь, что шаги из статьи по настройке программного массива RAID 1 с запасным диском и без него в Linux были вам полезны. Итак, дайте мне знать ваши предложения и отзывы, используя раздел комментариев.