MDADM は、Linux 上でソフトウェア RAID デバイスを作成、管理、監視するために使用されるツールで、さまざまなタイプの RAID 構成をサポートします。
この記事では、MDADM 用語のいくつかについて説明します。また、さまざまなタイプの MDADM RAID 構成がどのように機能するか、およびその要件についても説明します。
アクティブおよびスペアの MDADM デバイス
MDADM RAID 構成には、アクティブ デバイスとスペア デバイスを含めることができます。 アクティブ そして 予備の RAID アレイに追加された 1 つ以上のストレージ デバイスに障害が発生した場合でも、デバイスが連携してデータが確実に保護されます。
アクティブなデバイス: MDADM が現在使用しているストレージ デバイス。
予備デバイス: MDADM が現在使用していませんが、MDADM RAID アレイに追加されるストレージ デバイス ( アクティブデバイス ) 1 つ以上の場合 アクティブデバイス 失敗。
MDADM アクティブ ストレージ デバイスとスペア ストレージ デバイスの動作原理を以下の図で説明します。左の図では、フェイルセーフのために 2 つの予備ストレージ デバイスで構成された 4 つのストレージ デバイス MDADM RAID があります。 MDADM RAID アレイのストレージ デバイス (例: 図の右側のディスク 3) に障害が発生した場合、予備のストレージ デバイスがアクティブ ストレージ デバイスとして MDADM アレイに追加されます (例: 図の右側のディスク 5)。 ）。
MDADM がサポートする RAID タイプ:
MDADM は、さまざまなタイプの RAID 構成をサポートします。
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 6
- RAID 10 (または RAID 1+0)
次のセクションでは、さまざまな MDADM RAID 構成の要件と、さまざまな MDADM RAID 構成がどのように機能するかについて説明します。
MDADM RAID-0 の仕組み
RAID-0 構成で MDADM RAID アレイを作成するには、少なくとも 2 つのストレージ デバイスが必要です。 MDADM RAID-0 構成には、予備のストレージ デバイスは必要ありません。 MDADM RAID-0 アレイは、アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスにデータを分散します。 RAID-0 はデータの冗長性を提供しません。したがって、RAID-0 アレイ内のいずれかのストレージ デバイスに障害が発生すると、RAID アレイ全体に障害が発生します (すべてのデータが失われます)。 RAID-0 は主に、いくつかの小さなストレージ デバイスから大きなストレージ デバイスを作成するために使用されます。 RAID 0 はミッションクリティカルなアプリケーションでは使用されません。
MDADM RAID-0 構成のプロパティを以下にまとめます。
最低限必要なストレージデバイス: 2
予備のストレージデバイスの要件: なし
データの安全性: なし
データ読み取り速度: RAID-0 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計読み取り速度。
データ書き込み速度: RAID-0 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計書き込み速度。
データストレージに利用可能なディスク容量: RAID-0 アレイに追加されたすべてのディスクの合計サイズ。
MDADM RAID-0 アレイの例を次の図に示します。もし 2 バツ 100GB ストレージ デバイスは MDADM RAID-0 構成で使用され、約 200GB RAID アレイ内のデータの量。
MDADM RAID-1 の仕組み
RAID-1 構成で MDADM RAID アレイを作成するには、少なくとも 2 つのストレージ デバイスが必要です。 MDADM RAID-1 構成には、任意の数の予備ストレージ デバイスを含めることができます。 MDADM RAID-1 アレイは、アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスに同じデータを保存します。 RAID-1 はデータの冗長性を最大限に高めます。 RAID-1 アレイ内のストレージ デバイスの 1 つが良好な状態にある限り、データは安全です。 RAID-1 は主にデータを最大限に保護するために使用され、ミッションクリティカルなアプリケーションに最適です。
MDADM RAID-1 構成のプロパティを以下にまとめます。
最低限必要なストレージデバイス: 2
予備のストレージデバイスの要件: 必要なだけ。
データの安全性: 最大限のデータ安全性が保証されます。少なくとも 1 つのストレージ デバイスが良好な状態にある限り、データは安全です。
データ読み取り速度: RAID-1 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計読み取り速度。
データ書き込み速度: RAID-1 アレイの最も遅いストレージ デバイスの書き込み速度。
データストレージに利用可能なディスク容量: RAID-1 アレイのストレージ デバイスの 1 つのディスク容量。
MDADM RAID-1 アレイの例を次の図に示します。もし 2 バツ 100GB ストレージ デバイスは MDADM RAID-1 構成で使用され、約 100GB RAID アレイ内のデータの量。追加した場合 1 バツ 100GB ストレージ デバイスをスペア デバイスとして RAID-1 アレイに追加し、RAID-1 アレイのストレージ デバイスの 1 つで障害が発生すると、スペア ストレージ デバイスが RAID-1 アレイのアクティブ ストレージ デバイスになります。
MDADM RAID-5 の仕組み
RAID-5 構成で MDADM RAID アレイを作成するには、少なくとも 3 つのストレージ デバイスが必要です。 MDADM RAID-5 構成には、任意の数の予備ストレージ デバイスを含めることができます。 MDADM RAID-5 アレイは、アレイに保存されているデータから単一のパリティを計算し、アレイに追加されたストレージ デバイス間でパリティを分散します。 1 つのディスクに相当する記憶領域はパリティ情報の保存に使用され、残りのディスク領域はデータの保存に使用できます。 MDADM RAID-5 アレイは、単一のディスク障害に耐えることができます。 RAID-5 は、データの安全性を確保しながら、データの保存スペースを最大化します。重要なデータの保存には RAID-5 が十分です。
MDADM RAID-5 構成のプロパティを以下に要約します。
最低限必要なストレージデバイス: 3
予備のストレージデバイスの要件: 必要なだけ。
データの安全性: 単一パリティを使用して、単一ディスク障害に対する耐性を提供します。
データ読み取り速度: RAID-5 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計読み取り速度から 1 台のストレージ デバイスを差し引いた値 (実際のデータではなくパリティ情報の保存に使用されるため)。
データ書き込み速度: RAID-5 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計書き込み速度から 1 台のストレージ デバイスを差し引いた値 (実際のデータではなくパリティ情報の保存に使用されるため)。
データストレージに利用可能なディスク容量: RAID-5 アレイ内の 1 つのディスクに相当するストレージ スペースは、実際のデータではなくパリティ情報を保存するために使用されます。 RAID-5 アレイの残りのディスク領域は、データ ストレージに使用できます。
MDADM RAID-5 アレイの例を下の図 (左) に示します。もし 3 バツ 100GB ストレージ デバイスは MDADM RAID-5 構成で使用され、約 200GB RAID アレイ内のデータの量。ストレージデバイス 1 台分のディスク容量 – 100GB RAID-5 アレイのパリティ情報を保存するために使用されます。
中央の図に示すように、RAID-5 アレイ内のストレージ デバイスの 1 つに障害が発生しても、データは引き続きアクセスできます。を追加した場合は、 1 バツ 100GB 左の図に示すように、ストレージ デバイスをスペア デバイスとして RAID-5 アレイに追加し、中央の図に示すように、RAID-5 アレイのストレージ デバイスの 1 つで障害が発生すると、スペア ストレージ デバイスがアクティブ ストレージになります。右の図に示すように、RAID-5 アレイのデバイス。
予備ストレージ デバイスがアクティブになると、パリティ情報を使用して失われたデータが再計算され、新しく追加されたストレージ デバイスに再計算されたデータが設定されます。
MDADM RAID-6 の仕組み
RAID-6 構成で MDADM RAID アレイを作成するには、少なくとも 4 つのストレージ デバイスが必要です。 MDADM RAID-6 構成には、任意の数の予備ストレージ デバイスを含めることができます。 MDADM RAID-6 アレイは、アレイに格納されているデータから 2 セットのパリティを計算し、アレイに追加されたストレージ デバイス間でそれらを分散します。 2 つのディスクに相当する記憶領域はパリティ情報の保存に使用され、残りのディスク領域はデータの保存に使用できます。 MDADM RAID-6 アレイは、最大 2 つのディスク障害を許容できます。 RAID-6 は、RAID-5 よりも優れたデータの安全性を提供しながら、データの保存スペースを最大化します。 RAID-6 は重要なデータの保存に非常に適しています。
MDADM RAID-6 構成のプロパティを以下にまとめます。
最低限必要なストレージデバイス: 4
予備のストレージデバイスの要件: 必要なだけ。
データの安全性: ダブルパリティを使用して、2 つのディスク障害に対する耐性を提供します。
データ読み取り速度: RAID-6 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計読み取り速度から、2 つのストレージ デバイスを差し引いた値 (実際のデータではなくパリティ情報の保存に使用されるため)。
データ書き込み速度: RAID-6 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの合計書き込み速度から 2 台のストレージ デバイスを差し引いた値 (実際のデータではなくパリティ情報の保存に使用されるため)。
データストレージに利用可能なディスク容量: RAID-6 アレイ内の 2 つのディスクに相当するストレージ スペースは、実際のデータではなくパリティ情報を保存するために使用されます。 RAID-6 アレイの残りのディスク領域は、データ ストレージに使用できます。
MDADM RAID-6 アレイの例を下の左の図に示します。もし 4 バツ 100GB ストレージ デバイスは MDADM RAID-6 構成で使用され、約 200GB RAID アレイ内のデータの量。ストレージデバイス 2 台分のディスク容量 – 2x100GB RAID-6 アレイのパリティ情報を保存するために使用されます。
中央の図に示すように、RAID-6 アレイ内の最大 2 つのストレージ デバイスに障害が発生しても、データは引き続きアクセスできます。を追加した場合は、 1 バツ 100GB 左の図に示すように、ストレージ デバイスをスペア デバイスとして RAID-6 アレイに追加し、RAID-6 アレイのストレージ デバイスの 1 つで障害が発生すると、スペア ストレージ デバイスが RAID-6 アレイのアクティブ ストレージ デバイスになります。 、右図に示すように。
スペア ストレージ デバイスが RAID-6 アレイのアクティブ ストレージ デバイスになると、パリティ情報を使用して失われたデータが再計算され、新しく追加されたストレージ デバイスには再計算されたデータが設定されます。
MDADM RAID 1+0 または RAID-10 の仕組み
MDADM RAID 1+0 (RAID-10) は、ハイブリッド RAID 構成です。 RAID-1 アレイと RAID-0 アレイで構成されます。ストレージ デバイスの一部は RAID-1 アレイを形成し、その RAID-1 アレイは RAID-0 アレイの形成に使用されます。
RAID-10 アレイを作成するには、偶数のストレージ デバイスが必要です。ストレージ デバイスの各ペアは RAID-1 アレイを形成し、すべての RAID-1 アレイを組み合わせて RAID-0 アレイを作成します。したがって、RAID-10 という名前が付けられます。
RAID-10 アレイまたは RAID 1+0 アレイの例を次の図に示します。ご覧のとおり、ディスク 1 (100 GB) とディスク 2 (100 GB) は、データ ストレージに使用できる 100 GB のディスク領域を持つ RAID-1 アレイを作成します。同様に、ディスク 3 とディスク 4 は別の RAID-1 アレイ (100GB) を形成します。次に、RAID-1 アレイが RAID-0 アレイに結合され、データ ストレージ用に 200 GB のディスク領域が提供されます。
RAID-10 アレイの利点の 1 つは、RAID-1 アレイを形成するストレージ デバイスの各ペアがモジュール式であることです。各モジュール式 RAID-1 アレイ内で 1 つのストレージ デバイスに障害が発生する可能性がありますが、データは安全に保たれます。
RAID-10 アレイでは RAID-1 と RAID-0 が連携して動作するため、ディスク障害が発生した場合、障害が発生したディスクを交換すると、RAID アレイは RAID-5 や RAID-6 と比較してより速く再構築できます。再構築パフォーマンスの高速化は主にモジュール設計によるもので、RAID-5 や RAID-6 のようなパリティ情報を計算する必要がないためです。また、RAID-5 や RAID-6 とは異なり、RAID の再構築中、RAID アレイ全体のパフォーマンスは影響を受けません。ディスクに障害が発生した RAID-1 アレイのディスク ペアのパフォーマンスのみが影響を受けます。
予備ストレージ デバイスを RAID-10 アレイに追加することもできます。次の図に示すように、スペア ディスクは、RAID-10 でも他の MDADM RAID 構成と同様に機能します。
MDADM RAID-10 構成のプロパティを以下にまとめます。
最低限必要なストレージデバイス: 4
予備のストレージデバイスの要件: 必要なだけ。
データの安全性: 各 RAID-1 グループの 1 つのディスクに一度に障害が発生する可能性があります。したがって、ストレージ デバイスの半分に障害が発生しても、各 RAID-1 グループの少なくとも 1 つのディスクが正常である限り、データは安全です。
データ読み取り速度: RAID-10 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの読み取り速度を 2 で割った値。
データ書き込み速度: RAID-10 アレイに追加されたすべてのストレージ デバイスの書き込み速度を 2 で割って計算します。
データストレージに利用可能なディスク容量: RAID-10 アレイのストレージ容量の半分は、データの保存に使用できます。
結論
MDADM RAID 用語のいくつかについて説明しました。また、さまざまなタイプの MDADM RAID 構成がどのように機能するか、およびその要件についても説明しました。