2.2. Konfigurace softwarového RAIDu

Smyslem polí RAID (redundant array of inexpensive disks – pole nepříliš drahých disků s možností redundance) je zkombinovat více diskových oddílů do jednoho velkého virtuálního pevného disku s vyšším výkonem a lepším zabezpečením dat. Jedna z těchto výhod je však při použití RAIDu uplatněna na úkor druhé. Většina řadičů RAID používá protokol SCSI, ten totiž umí adresovat velké množství disků efektivněji než řadiče IDE a je vhodnější pro paralelní zpracování příkazů. Nicméně existují i RAID řadiče podporující IDE nebo SATA disky. Více informací viz databázi hardwaru na adrese http://cdb.suse.de.

Podobné úkoly jako poměrně nákladný hardwarový RAID řadič dokáže plnit i RAID softwarový. SUSE Linux, s pomocí konfiguračního nástroje YaST, nabízí možnost spojit několik pevných disků do jednoho softwarového RAID pole – velmi výhodné alternativy k hardwarovému RAIDu. RAID umožňuje aplikovat různé strategie kombinace disků do RAID pole, každá má jiný cíl, výhody a charakteristiky. Tyto varianty jsou známé jako tzv. typ RAIDu (RAID level).

2.2.1. Běžné typy polí RAID

RAID 0

Tento typ pole zlepšuje výkon při přístupu k datům rozložením datových bloků každého souboru na více pevných disků. Ve skutečnosti se nejedná o RAID v pravém slova smyslu, neboť neprobíhá žádné zabezpečování dat, nicméně se termín RAID 0 pro tento režim ujal. RAID 0, spojuje dva nebo více pevných disků v jeden virtuální disk. Výkon je velmi vysoký, ale výpadek jediného disku znamená selhání celého pole a ztrátu dat.

RAID 1

Tento typ pole poskytuje přiměřený stupeň ochrany dat, protože jsou kopírována na další disk v poměru 1:1. Metoda je též známá pod názvem zrcadlení disku. Pokud je některý disk zničen, kopie jeho obsahu je stále přístupná na dalším disku. Všechny disky kromě jednoho mohou být zničeny, aniž by byla data ohrožena. Výkon při zápisu dat je ve srovnání se samostatným pevným diskem kvůli kopírování dat o 10-20% nižší, ale čtení je naopak podstatně výkonnější, neboť se data načítají paralelně z více disků současně. Obecně se dá říci, že RAID 1 poskytuje zhruba dvojnásobný přenos při čtení a zhruba stejný při zápisu ve srovnání se samostatnými disky.

RAID 2 a RAID 3

Nejedná se o typické implementace RAIDu. RAID 2 rozkládá data na úrovni bitů, nikoliv bloků. RAID 3 data rozkládá na úrovni bytů, má vyhrazený disk pro paritní data a nedokáže obsloužit více současných požadavků. Tyto typy se používají jen vzácně.

RAID 4

RAID 4 pracuje na úrovni bloků, podobně jako RAID 0, ale je vybaven vyhrazeným diskem pro paritní data. V případě havárie disku jsou paritní data použita k jeho obnově. Paritní disk ale může znamenat ztrátu výkonu při zápisu dat. Nicméně se RAID 4 občas používá.

RAID 5

RAID 5 je kompromisem mezi typy 0 a 1, co se týče výkonu i zabezpečení dat. Kapacita pole je rovná kapacitě všech použitých disků bez jednoho. Data jsou rozdělena na jednotlivých discích podobně jako v případě pole RAID 0, ale navíc se o bezpečnost dat starají tzv. paritní bloky, které jsou vytvořeny na jednom z diskových oddílů. Paritní bloky jsou navzájem spojeny pomocí logického XOR —, v případě výpadku jednoho z disků tak mohou být data obnovena z odpovídajících paritních bloků a ostatních dat. Při používání pole typu RAID 5 nesmí dojít k výpadku více než jednoho disku současně. V zájmu ochrany dat je tedy nutné vadný disk co nejrychleji nahradit.

Další RAID typy

Existuje mnoho dalších typů RAIDu (RAIDn, RAID 10, RAID 0+1, RAID 30, RAID 50 atd.), některé z nich jsou proprietárními implementacemi výrobců hardware. Nejsou příliš rozšířené, a proto tu nejsou vysvětleny.

2.2.2. Konfigurace softwarového RAIDu pomocí YaST

Konfigurace softwarového RAIDu v YaSTu je přístupná z modulu Rozdělování disku pro experty, popsaného v části 2.9.10 – „Dělení disku“ (↑Uživatelská příručka). Tento profesionální nástroj pro rozdělování disku umožňuje upravovat a mazat existující oddíly a vytvářet nové pro použití v softwarovém RAIDu. RAID oddíl vytvoříte kliknutím na Vytvořit+Neformátovat a výběrem 0xFD Linux RAID jako identifikátoru oddílu. Pro RAID 0 a RAID 1 jsou zapotřebí alespoň dva oddíly, pro RAID 1 se obvykle více než dva oddíly nepoužívají. Pokud chcete RAID 5, musíte použít alespoň tři oddíly, které by měly mít všechny stejnou velikost. Oddíly pro RAID by měly být umístěny na různých fyzických discích, aby se předešlo ztrátě dat v případě selhání disku (RAID 1 a 5) nebo dosáhlo vyššího výkonu RAID 0. Po vytvoření všech oddílů pro RAID klikněte na RAID+Vytvořit RAID. Zahájíte tak konfiguraci RAIDu.

V dalším dialogu vyberte mezi RAID levely 0, 1 nebo 5 (viz 2.2.1 – „Běžné typy polí RAID“). Po kliknutí na Další se zobrazí dialog, který obsahuje přehled všech oddílů typu „Linux RAID“ nebo „Linux native“ (viz 2.6 – „Oddíly RAID“). Odkládací (swap) ani DOS oddíly nejsou zobrazeny. Pokud je oddíl přiřazen do RAID svazku, je zobrazeno jméno RAID zařízení (např. /dev/md0). Nepřiřazené oddíly jsou označené „--“.

Obrázek 2.6. Oddíly RAID

Oddíly RAID

Chcete-li nepřiřazený oddíl přidat do RAID svazku, klikněte v seznamu na oddíl a pak na Přidat. Jméno RAID zařízení se zobrazí vedle vybraného oddílu. Přiřaďte všechny oddíly určené pro RAID. Jinak by místo na nich zůstalo nevyužité. Po přiřazení všech oddílů klikněte na Další, dostanete se tak do dialogu, ve kterém můžete vyladit výkon (viz 2.7 – „Nastavení souborového systému“).

Obrázek 2.7. Nastavení souborového systému

Nastavení souborového systému

Stejně jako v případě konvenčních oddílů vyberte typ souborového systému, případné šifrování a bod připojení. Zaškrtnutí volby Perzistentní superblok zabezpečuje rozeznání RAID oddílů při startu systému. Po ukončení konfigurace tlačítkem Konec si prohlédněte vytvořené zařízení /dev/md0, případně další označená jako RAID, v expertním modulu pro rozdělování disku.

2.2.3. Řešení problémů

Zda byl některý z oddílů zapojených do RAIDu poškozen, zjistíte v souboru /proc/mdstats. Pokud nastala chyba, vypněte systém a vyměňte poškozený pevný disk za nový, obsahující stejné oddíly jako disk původní. Pak restartujte systém a zadejte příkaz mdadm /dev/mdX --add /dev/sdX. 'X' nahraďte patřičnými identifikátory zařízení. Tím bude nový disk automaticky zapojen do pole RAID a data budou obnovena.

2.2.4. Další informace

Pokyny ke konfiguraci a další informace o softwarovém RAIDu naleznete v následujícím HOWTO dokumentu:

nebo v konferenci věnované linuxovému RAIDu: http://www.mail-archive.com/linux-raid@vger.rutgers.edu.