RAID logiciel sous SLE Micro

Date de publication : 26 fév 2025

CONTENU

Informations de base sur les RAID logiciels.

MOTIF

Vous avez besoin d'informations sur les niveaux de RAID ou vous souhaitez gérer ou surveiller un RAID.

EFFORT

La lecture de cet article vous prendra 15 minutes.

OBJECTIF

Vous serez en mesure de gérer un RAID logiciel à l'aide de mdadm.

CONDITIONS REQUISES

Le nombre correspondant de disques/partitions qui formeront le RAID requis.

Historique des versions: RAID logiciel sous SLE Micro

1 RAID logiciel sous SLE Micro #

L'objectif d'un RAID (Redundant Array of Independent Disks - Réseau redondant de disques indépendants) est de combiner plusieurs partitions de disque dur en un seul disque dur virtuel, plus volumineux, afin d'optimiser les performances et/ou la sécurité des données. La plupart des contrôleurs RAID utilisent le protocole SCSI, car il gère plus efficacement un nombre plus important de disques durs que ce que gère le protocole IDE ; de plus, SCSI convient mieux au traitement parallèle des commandes. Certains contrôleurs RAID prennent en charge les disques durs IDE ou SATA. Un RAID logiciel présente les mêmes avantages que les systèmes RAID, tout en vous épargnant le coût supplémentaire des contrôleurs RAID matériels. Toutefois, cette technologie requiert un certain temps d'unité centrale et ses exigences au niveau de la mémoire font qu'elle est inadaptée pour des ordinateurs réellement hautes performances.

2 Niveaux de RAID #

RAID exploite plusieurs stratégies pour combiner plusieurs disques durs en un seul système RAID, chacune avec des objectifs, des caractéristiques et des avantages différents. Ces variantes sont généralement appelées niveaux de RAID.

Les niveaux de RAID peuvent être répartis dans les catégories suivantes :

Niveaux standard: Ces niveaux et leurs formats de données associés sont standardisés par la SNIA (Storage Networking Industry Association) selon la norme DDF (Common RAID Disk Drive Format). Les niveaux RAID standard sont RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 et RAID 6. Pour plus d'informations, reportez-vous à la Section 2.1, « Niveaux de RAID standard ».
Niveaux imbriqués: Vous pouvez combiner des réseaux déjà existants en un nouveau réseau. Par exemple, RAID 0+1 ou RAID 1+0.
Niveaux non standard: Il s'agit généralement de configurations RAID propriétaires conçues pour répondre à des besoins spécifiques, par exemple Linux MD RAID 10.

2.1 Niveaux de RAID standard #

Initialement, il n'existait que cinq niveaux standard de RAID, mais d'autres niveaux se sont développés comme décrit dans les sections suivantes.

2.1.1 RAID 0 #

Le RAID 0 améliore les performances de vos opérations de données en répartissant les blocs de chaque fichier sur plusieurs disques. Cette distribution de données est appelée « segmentation ». La capacité globale est la somme de la capacité des différents disques dans le RAID. L'avantage de RAID 0 est que le débit des opérations de lecture et d'écriture sur n'importe quel fichier est multiplié par le nombre d'unités, car les opérations de lecture et d'écriture sont effectuées simultanément.

L'inconvénient de RAID 0 est qu'il ne génère aucune sauvegarde des données. Dès lors, en cas de défaillance d'un disque, tout le RAID est détruit et des données sont perdues.

2.1.2 RAID 1 #

Le RAID 1 offre une sécurité adéquate pour vos données, car celles-ci sont copiées sur un autre disque dur (1:1). C'est ce que l'on appelle la mise en miroir du disque dur. Ce niveau ne fournit pas de segmentation et n'offre donc pas un débit de lecture ou d'écriture plus élevé. En revanche, le réseau continue de fonctionner tant qu'au moins une unité est opérationnelle.

Le RAID 1 nécessite au moins deux périphériques.

2.1.3 RAID 2 #

Dans le RAID 2, la segmentation est effectuée au niveau des bits. Ce niveau de RAID n'est actuellement pas utilisé dans la pratique.

2.1.4 RAID 3 #

Dans le RAID 3, la segmentation est effectuée au niveau des octets, avec une unité de parité dédiée. Le RAID 3 n'est pas couramment utilisé dans la pratique.

2.1.5 RAID 4 #

Le RAID 4 fournit une segmentation par bloc avec une unité de parité dédiée. En cas de défaillance d'un disque de données, les données de parité sont utilisées pour créer un disque de remplacement. Cependant, le disque de parité risque de créer un goulot d'étranglement lors de l'accès en écriture. Ce niveau nécessite au moins trois périphériques.

Le RAID 4 n'est pas couramment utilisé dans la pratique.

2.1.6 RAID 5 #

RAID 5 est un compromis optimisé entre le niveau 0 et le niveau 1, en ce qui concerne les performances et la redondance. L'espace disque dur équivaut au nombre de disques utilisés moins un. Les données sont distribuées sur les disques durs comme avec le RAID 0, y compris les données de parité. Les blocs de parité sont présents pour des raisons de sécurité. Ils sont liés les uns aux autres par l'opérateur OR exclusif (XOR) ; le contenu peut ainsi être reconstruit, avec ce même opérateur, par le bloc de parité correspondant, en cas de défaillance du système.

Le RAID 5 ne gère pas les défaillances simultanées de plusieurs disques. Si un disque dur tombe en panne, remplacez-le dès que possible pour éviter tout risque de perte de données.

Le RAID 5 nécessite au moins trois disques.

2.1.7 RAID 6 #

Le RAID 6 consiste en une segmentation par bloc avec une parité distribuée double. Le RAID 6 offre une tolérance aux pannes de données extrêmement élevée en supportant plusieurs pannes de disque simultanément. Même si deux des disques durs tombent en panne, le système reste opérationnel, sans perte de données.

Les performances de RAID 6 sont légèrement inférieures, mais comparables à celles de RAID 5 en mode normal et en mode défaillance d'un seul disque. Il est très lent en mode défaillance de deux disques. Une configuration RAID 6 monopolise une quantité considérable de temps et de mémoire du processeur pour les opérations d'écriture.

Le RAID 6 nécessite au moins quatre disques. En général, il nécessite N+2 disques, où N correspond au nombre de disques requis pour stocker les données et 2 pour la double parité.

2.2 RAID imbriqués #

2.2.1 RAID 0+1 #

RAID 0+1, également appelé RAID 01, met en miroir les disques segmentés, de sorte que les données sont répliquées et partagées en même temps. Le nombre minimum de disques est de quatre.

2.2.2 RAID 1+0 #

RAID 1+0, également appelé RAID 10, est une combinaison de segmentation et de mise en miroir. Les données sont distribuées sur plusieurs disques et chacun de ces disques est mis en miroir sur un autre disque.

3 Gestion du RAID logiciel #

Après avoir configuré un RAID, vous pouvez effectuer des tâches d'administration supplémentaires. Par exemple :

Modifiez les noms de RAID par défaut comme décrit à la Section 3.1, « Assignation d'un nom au RAID logiciel ».
Surveillez le RAID comme décrit à la Section 3.3, « Surveillance des RAID logiciels ».
Configurez la taille de segmentation sur l'architecture AArch64 comme décrit à la Section 3.2, « Configuration de la taille de segmentation sur le RAID 5 sous AArch64 ».

3.1 Assignation d'un nom au RAID logiciel #

3.1.1 Noms par défaut #

Par défaut, les noms des périphériques de RAID logiciel suivent le modèle mdN, où N est un nombre. Par exemple, ils sont accessibles en tant que /dev/md127 et sont répertoriés comme md127 dans /proc/mdstat et /proc/partitions.

3.1.2 Assignation de noms autres que ceux par défaut #

Étant donné que l'utilisation des noms par défaut peut s'avérer fastidieuse, il existe deux façons de contourner ce problème :

Fourniture d'un lien nommé vers le périphérique

Vous pouvez éventuellement spécifier un nom pour le périphérique RAID lors de sa création avec YaST ou sur la ligne de commande avec mdadm --create '/dev/md/ NAME. Le nom du périphérique reste mdN, mais le système crée le lien /dev/md/NAME :

> ls -og /dev/md
total 0
lrwxrwxrwx 1 8 Dec  9 15:11 myRAID -> ../md127

Le périphérique sera toujours répertorié en tant que md127 sous /proc.

Fourniture d'un périphérique nommé

Si un lien nommé vers le périphérique ne suffit pas pour votre configuration, ajoutez la ligne CREATE names=yes à /etc/mdadm.conf en exécutant la commande suivante :

> echo "CREATE names=yes" | sudo tee -a  /etc/mdadm.conf

De cette façon, des noms tels que myRAID seront utilisés comme nom de périphérique « réel ». Le périphérique sera non seulement accessible via /dev/myRAID, mais sera également répertorié en tant que myRAID sous /proc. Notez que cela ne s'appliquera qu'aux RAID configurés après la modification du fichier de configuration. Les RAID actifs continueront à utiliser les noms mdN jusqu'à ce qu'ils soient arrêtés et réassemblés.

Avertissement : outils incompatibles

Tous les outils ne prennent pas en charge les périphériques RAID nommés. Si un outil s'attend à ce qu'un périphérique RAID soit nommé mdN, il ne parviendra pas à identifier les périphériques.

3.2 Configuration de la taille de segmentation sur le RAID 5 sous AArch64 #

Par défaut, la taille de segmentation est définie sur 4 Ko. Si vous devez modifier la taille de segmentation par défaut, par exemple, pour qu'elle corresponde à la taille de page standard de 64 Ko sous AArch64, vous pouvez configurer la taille de segmentation manuellement à l'aide de l'interface de ligne de commande (CLI) :

> sudo echo 16384  > /sys/block/md1/md/stripe_size

La commande ci-dessus définit la taille de segmentation sur 16 Ko. Vous pouvez définir d'autres valeurs telles que 4 096 ou 8 192, mais la valeur doit être une puissance de 2.

3.3 Surveillance des RAID logiciels #

Vous pouvez exécuter mdadm en tant que daemon en mode monitor afin de surveiller votre RAID logiciel. En mode monitor, mdadm effectue des vérifications régulières sur le réseau afin de repérer les éventuelles défaillances de disque. En cas de défectuosité, mdadm envoie un message électronique à l'administrateur. Pour définir l'intervalle de temps des vérifications, exécutez la commande suivante :

mdadm --monitor --mail=root@localhost --delay=1800 /dev/md2

La commande ci-dessus active la surveillance du réseau /dev/md2 par intervalles de 1 800 secondes. En cas de défaillance, un message électronique est envoyé à root@localhost.

Note : les vérifications de RAID sont activées par défaut

Les vérifications de RAID sont activées par défaut. Il se peut que l'intervalle entre chaque vérification soit trop court et que des avertissements s'affichent. Dans ce cas, vous pouvez augmenter l'intervalle en définissant une valeur supérieure avec l'option delay.

4 Mentions légales #

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