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documentation.suse.com / RAID de software no SLE Micro

RAID de software no SLE Micro

Data de Publicação: 06/03/2025
O QUE É?

Informações básicas sobre RAIDs de software.

POR QUÊ?

Você precisa de informações sobre os níveis de RAID ou deseja configurar ou monitorar um RAID.

DEDICAÇÃO

Leitura de 15 minutos.

META

Você poderá gerenciar um RAID de software usando o mdadm.

REQUISITOS

  • Um número correspondente de discos/partições que formarão o RAID necessário.

1 RAID de software no SLE Micro

 

A finalidade do RAID (Redundant Array of Independent Disks) é combinar várias partições de disco rígido em um grande disco rígido virtual para otimizar o desempenho, a segurança dos dados ou ambos. A maioria das controladoras RAID usa o protocolo SCSI porque ele é capaz de lidar com um grande número de discos rígidos com mais eficiência do que o protocolo IDE, além de ser mais adequado para o processamento de comandos em paralelo. Algumas controladoras RAID suportam discos rígidos IDE ou SATA. O RAID de software oferece as vantagens dos sistemas RAID sem o custo adicional das controladoras RAID de hardware. Porém, isso exige algum tempo de CPU e tem requisitos de memória que o tornam inadequado para computadores de alto desempenho.

2 Níveis de RAID

 

O RAID envolve várias estratégias de combinação de diversos discos rígidos em um sistema RAID, cada uma com diferentes metas, vantagens e características. Essas variações são mais conhecidas como níveis de RAID.

Os níveis de RAID podem ser divididos nas seguintes categorias:

Níveis padrão

Esses níveis e seus formatos de dados associados são padronizados pela Storage Networking Industry Association (SNIA) no padrão Common RAID Disk Drive Format (DDF). Os níveis de RAID padrão são RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 e RAID 6. Para obter informações detalhadas, consulte a Seção 2.1, “Níveis de RAID padrão”.

Níveis aninhados

Combina matrizes já existentes em uma nova matriz. Por exemplo, RAID 0+1 ou RAID 1+0.

Níveis não padrão

Geralmente, trata-se de configurações de RAID proprietárias criadas para atender a necessidades específicas, por exemplo, Linux MD RAID 10.

2.1 Níveis de RAID padrão

 

Originalmente, havia apenas cinco níveis de RAID padrão, mas outros níveis foram desenvolvidos conforme descrito nas seções a seguir.

2.1.1 RAID 0

 

O RAID 0 melhora o desempenho das operações de dados distribuindo blocos de cada arquivo por vários discos. Essa distribuição de dados é chamada de striping. A capacidade geral é a soma da capacidade do disco no RAID. A vantagem do RAID 0 é que o throughput das operações de leitura e gravação em qualquer arquivo é multiplicado pelo número de unidades, pois as leituras e as gravações são feitas simultaneamente.

A desvantagem do RAID 0 é que ele não fornece nenhum backup de dados, portanto, se um disco falhar, todo o RAID será destruído e haverá perda de dados.

2.1.2 RAID 1

 

O RAID 1 proporciona uma segurança adequada para seus dados, pois os dados são copiados para outro disco rígido 1:1. Esse procedimento é conhecido como espelhamento de disco rígido. Esse nível não fornece striping, portanto, não proporciona um throughput de leitura ou de gravação mais alto. No entanto, a matriz continua a operar enquanto há pelo menos uma unidade funcionando.

O RAID 1 requer pelo menos dois dispositivos.

2.1.3 RAID 2

 

No RAID 2, o striping é executado em um nível de bits. No momento, esse nível de RAID não é usado na prática.

2.1.4 RAID 3

 

No RAID 3, o striping é executado em um nível de bytes com uma unidade de paridade dedicada. O RAID 3 não é muito usado na prática.

2.1.5 RAID 4

 

O RAID 4 fornece striping no nível do bloco com uma unidade de paridade dedicada. Se um disco de dados falhar, os dados de paridade serão usados para criar um disco de substituição. No entanto, o disco de paridade pode criar um gargalo para o acesso de gravação. Esse nível requer pelo menos três dispositivos.

O RAID 4 não é muito usado na prática.

2.1.6 RAID 5

 

O RAID 5 é um meio-termo otimizado entre o Nível 0 e o Nível 1 no que se refere a desempenho e redundância. O espaço em disco rígido é igual ao número de discos usados menos um. Os dados são distribuídos pelos discos rígidos como no RAID 0, incluindo os dados de paridade. Os blocos de paridade existem por motivos de segurança. Eles são vinculados uns aos outros com XOR, o que permite que o conteúdo seja reconstruído pelo bloco de paridade correspondente no caso de uma falha do sistema.

Com o RAID 5, apenas um disco rígido pode falhar por vez. Se um disco rígido falhar, ele deverá ser substituído assim que possível para evitar o risco de perda de dados.

O RAID 5 requer pelo menos três discos.

2.1.7 RAID 6

 

O RAID 6 consiste no striping no nível do bloco com paridade distribuída dupla. O RAID 6 oferece tolerância a falhas de dados extremamente alta, pois suporta várias falhas de unidade simultâneas. Mesmo se dois dos discos rígidos falharem, o sistema continuará em operação, sem perda de dados.

O desempenho do RAID 6 é ligeiramente inferior, mas comparável ao do RAID 5 no modo normal e no modo de falha de disco único. Ele é muito lento no modo de falha de disco duplo. Uma configuração de RAID 6 precisa de uma quantidade considerável de tempo de CPU e memória para as operações de gravação.

O RAID 6 requer pelo menos quatro discos. Em geral, ele requer N+2 discos, em que N é o número de discos necessários para armazenar dados, e 2 significa a paridade dupla.

2.2 RAID aninhado

 

2.2.1 RAID 0+1

 

O RAID 0+1, também chamado de RAID 01, espelha discos distribuídos, para que os dados sejam replicados e compartilhados ao mesmo tempo. O número mínimo de discos é quatro.

2.2.2 RAID 1+0

 

O RAID 1+0, também chamado de RAID 10, é uma combinação de distribuição e espelhamento. Os dados são distribuídos em vários discos, e cada um desses discos é espelhado em outro disco.

3 Gerenciando o RAID de software

 

Após configurar um RAID, você poderá executar tarefas de administração adicionais. Por exemplo:

3.1 Nomeando o RAID de software

 

3.1.1 Nomes padrão

 

Por padrão, os dispositivos RAID de software têm nomes que seguem o padrão mdN, em que N é um número. Por exemplo, eles podem ser acessados como /dev/md127 e são listados como md127 em /proc/mdstat e /proc/partitions.

3.1.2 Especificando nomes não padrão

 

Como trabalhar com os nomes padrão pode ser complicado, há duas maneiras de contornar isso:

Fornecer um link nomeado para o dispositivo

Você pode especificar um nome para o dispositivo RAID ao criá-lo com o YaST ou na linha de comando com mdadm --create '/dev/md/ NAME. O nome do dispositivo ainda será mdN, mas o link /dev/md/NAME será criado: 

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

O dispositivo ainda será listado como md127 em /proc.

Fornecer um dispositivo nomeado

Se um link nomeado para o dispositivo não for suficiente para sua configuração, adicione a linha CREATE names=yes a /etc/mdadm.conf executando o seguinte comando: 

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

Isso fará com que nomes como myRAID sejam usados como um nome de dispositivo “real”. O dispositivo estará acessível não apenas em /dev/myRAID, mas também listado como myRAID em /proc. Observe que isso será aplicado aos RAIDs configurados apenas após a mudança no arquivo de configuração. Os RAIDs ativos continuarão a usar os nomes mdN até serem parados e montados novamente.

Atenção
Atenção: Ferramentas incompatíveis

Nem todas as ferramentas suportam dispositivos RAID nomeados. Se uma ferramenta espera que um dispositivo RAID seja nomeado como mdN, ela não conseguirá identificar os dispositivos.

3.2 Configurando o tamanho do striping no RAID 5 em AArch64

 

Por padrão, o tamanho do striping está definido como 4 kB. Se você precisar mudar o tamanho do striping padrão, por exemplo, para corresponder ao tamanho de página comum de 64 kB em AArch64, você poderá configurar o tamanho do striping manualmente usando a CLI: 

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

O comando acima define o tamanho do striping como 16 kB. Você pode definir outros valores, como 4096 ou 8192, mas o valor deve ser uma potência de 2.

3.3 Monitorando RAIDs de software

 

Você pode executar mdadm como um daemon no modo monitor para monitorar o RAID de software. No modo monitor, o mdadm executa verificações regulares na matriz em busca de falhas de disco. Se houver uma falha, o mdadm enviará um e-mail ao administrador. Para definir o intervalo de tempo das verificações, execute o seguinte comando: 

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

O comando acima ativa o monitoramento da matriz /dev/md2 em intervalos de 1800 segundos. Em caso de falha, um e-mail será enviado para root@localhost.

Nota
Nota: As verificações de RAID estão habilitadas por padrão

Por padrão, as verificações de RAID estão habilitadas. Talvez o intervalo entre cada verificação não seja longo o suficiente, e você pode receber avisos. Portanto, você pode aumentar o intervalo definindo um valor mais alto com a opção delay.