RAID 6: обзор, создание и конфигурирование

В статье рассматриваются: особенности RAID 6, пошаговый процесс создания, добавление запасного диска, восстановление RAID массива при сбое дисков.

Особенности RAID 6:

• Два диска будут использованы для хранения информации о четности, общий объем массива RAID 6  будет меньше на объем двух дисков.
• Отсутствие потерь данных после отказа до двух дисков. Можно восстановить информацию из блока четности после замены неисправного диска.
• Чтение будет быстрее, чем в RAID 5, потому что RAID 6  выполняет операцию чтения одновременно с нескольких дисков. Скорость записи будет медленной без выделенного RAID-контроллера.
• Для создания RAID 6 необходимо минимум 4 диска.

Применение: серверы с требованиями к отказоустойчивости — резервные копии, серверы с высокими требованиями к объему данных.

Для создания RAID 6 потребуется  установленный пакет mdadm.

Проверку дисков на имеющиеся метаданные RAID можно сделать с помощью одной из следующих команд:

mdadm -E /dev/sd[bcdef]
mdadm -E /dev/sd[b-f]
mdadm --examine /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde  /dev/sdf

Сообщение “No md superblock detected on” говорит об отсутствии имеющихся RAID блоков на устройстве.

fdisk /dev/sdb

В консоли fdisk нажмите

• n – для создания нового раздела
• p –создание раздела ‘primary’
• 1 – номер раздела

Для установления стартового блока и конечного блока раздела в значения по умолчанию — дважды нажатьEnter

• p – для проверки вывести на экран имеющуюся таблицу разделов
• L — вывести на экран список доступных типов раздела
• t – изменить системный id раздела
• fd – для установления id раздела в raid auto
• p – для проверки вывести на экран имеющуюся таблицу разделов
• w – записать изменения и выйти

На остальных дисках /dev/sdc, /dev/sdd, /dev/sde, /dev/sdf  также создаем разделы.

После создания разделов проверить диски на наличие суперблоков. Если суперблоки имеются, то необходимо их затереть утилитой dd(например dd if=/dev/zero of=/dev/sdb1)

mdadm -E /dev/sd[b-f]1

Создание RAID 6 массива

mdadm --create /dev/md0 --level=6 --raid-devices=5 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1 /dev/sdf1

Проверка разделов, входящих в raid

mdadm -E /dev/sd[b-f]1

Вывод информации о raid массиве

cat /proc/mdstat
mdadm --detail /dev/md0

Создание файловой системы ext4 на raid устройстве md0

mkfs.ext4 /dev/md0

Создаем директорию и монтируем в нее raid массив

mkdir /mnt/raid6
mount /dev/md0 /mnt/raid6/

Добавим запись “/dev/md0 /mnt/raid6 ext4 defaults 0 0” в /etc/fstab для монтирования созданного RAID при перезагрузке

vim /etc/fstab

Проверка записей в /etc/fstab

mount –av

Сохранение конфигурации RAID в файл /etc/mdadm.conf и проверка состояния устройства /dev/md0

mdadm --detail --scan --verbose >> /etc/mdadm.conf
mdadm --detail /dev/md0

Управление массивом

Управление массивом осуществляется с помощью опции  —manage. Общий синтаксис:

mdadm —manage RAID-масссив опции устройства

Получить справку по доступным опциям

mdadm --manage --help

Управление массивом включает в себя следующие опции:

—add  (-a)  добавление устройств в массив
  —re-add  повторное добавление
  —remove  (-r)  удалить устройства из массива, которые не должны быть активными
  —fail   (-f)   пометить указанные устройства как неисправные
  —set-faulty   то же, что и —fail
  —replace  замена неисправного устройства на запасное
  —with указать —replace какое запасное устройство предпочтительнее использовать
  —run  (-R) старт частично построенного массива
  —stop  (-S)   деактивировать массив, освободив все ресурсы
  —readonly    -o   пометить массив как только для чтения
  —readwrite   -w пометить массив для чтения и записи

Остановка массива.

Для остановки массива необходимо вначале его отмонтировать, затем остановить с помощью mdadm —stop.

umount /dev/md0
mdadm --stop /dev/md0

Сборка существующего массива осуществляется с помощью mdadm —assemble

Расширение RAID массива.

Для расширения массива необходимо сначала добавить диск, а затем увеличить массив, опция —raid-devices=5 указывает на новое количество дисков в массиве.

mdadm /dev/md0 --add /dev/sdg1
mdadm -G /dev/md0 --raid-devices=5

Далее необходимо проверить увеличение размера

cat /proc/mdstat

И, также, записать изменения в конфигурационный файл mdadm.conf

mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf

Удаление raid массива.

Для удаления raid массива необходимо вначале его отмонтировать, затем удалить с помощью mdadm -S.

umount /dev/md0
mdadm -S /dev/md0

Также необходимо удалить метаданные на каждом из дисков, входящих в raid dd if=/dev/zero of=/dev/диск

Добавление запасного диска в RAID 6

RAID 6 сохранит данные в целостности при потере двух дисков, но для еще большей защиты от потерь данных можно добавить запасной диск, прежде чем произойдет еще один сбой.

Добавить запасной диск можно также при создании RAID.

Подключим диск и проверим его отображение (устройство /dev/sdg)

Проверка подключенного диска на отсутствие метаданных raid

Также размечаем запасной диск для raid.

fdisk /dev/sdb

В консоли fdisk:

n – для создания нового раздела
p –создание раздела ‘primary’
1 – номер раздела

Для установления стартового блока и конечного блока раздела в значения по умолчанию — дважды нажатьEnter

t – изменить системный id раздела
fd – для установления id раздела в raid auto
p – для проверки вывести на экран имеющуюся таблицу разделов
w – записать изменения и выйти

Проверка диска и добавление запасного диска в RAID 6, устройство /dev/md0

mdadm --examine /dev/sdg
mdadm --examine /dev/sdg1
mdadm --add /dev/md0 /dev/sdg1
mdadm --detail /dev/md0

Проверка восстановления при сбое одного из дисков.

В настоящее время файлов в директории /mnt/raid6/ нет:

ls -l /mnt/raid6/

Для примера по замене сбойного диска в тестовом массиве RAID 6 сгенерируем директории и текстовые файлы с каким-либо содержимым (например, имя файла и дата создания).

mkdir -p /mnt/raid6/dir--{0{1..9},10}
touch /mnt/raid6/dir--{0{1..9},10}/file-{A..J} 
#bin/bash
files=$(ls -l /mnt/raid6/dir--{0{1..9},10}/file-{A..J} | awk '{print$9}')
for file in $files
do
$(echo $file >> $file)
$(date >> $file)
done;
ls -l /mnt/raid6/
cat  /mnt/raid6/dir--01/file-A

Пометим /dev/sdс1 как сбойный диск и отобразим статус массива

mdadm --manage --fail /dev/md0 /dev/sdb1
mdadm --detail /dev/md0

При неисправном диске /dev/sdс1 статус массива станет [U_UUU])

cat /proc/mdstat

После того, как запасной диск /dev/sdg1 синхронизируется, статус изменится на [UUUUU]

Проверим имеющиеся на RAID массиве директории и файлы и их содержимое