Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое обслуживания программного raid-массива в linux - mdadm, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое обслуживания программного raid-массива в linux - mdadm , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Операционная система LINUX.
Содержание
|
Управление программным RAID-массивом в Linux выполняется с помощью программы mdadm.
У программы mdadm есть несколько режимов работы.
Формат вызова
mdadm [mode] [array] [options]
Режимы:
Рассмотрим как выполнить настройку RAID-массива 5 уровня на трех дисковых разделах. Мы будем использовать разделы:
/dev/hde1 /dev/hdf2 /dev/hdg1
В том случае если разделы иные, не забудьте использовать соответствующие имена файлов.
Нужно определить на каких физических разделах будет создаваться RAID-массив. Если разделы уже есть, нужно найти свободные (fdisk -l). Если разделов еще нет, но есть неразмеченное место, их можно создать с помощью программ fdisk или cfdisk.
Просмотреть какие есть разделы:
%# fdisk -l
Disk /dev/hda: 12.0 GB, 12072517632 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1467 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System /dev/hda1 * 1 13 104391 83 Linux /dev/hda2 14 144 1052257+ 83 Linux /dev/hda3 145 209 522112+ 82 Linux swap /dev/hda4 210 1467 10104885 5 Extended /dev/hda5 210 655 3582463+ 83 Linux ... ... /dev/hda15 1455 1467 104391 83 Linux
Просмотреть, какие разделы куда смонтированы, и сколько свободного места есть на них (размеры в килобайтах):
%# df -k Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/hda2 1035692 163916 819164 17% / /dev/hda1 101086 8357 87510 9% /boot /dev/hda15 101086 4127 91740 5% /data1 ... ... ... /dev/hda7 5336664 464228 4601344 10% /var
Если вы будете использовать созданные ранее разделы, обязательно размонтируйте их. RAID-массив нельзя создавать поверх разделов, на которых находятся смонтированные файловые системы.
%# umount /dev/hde1 %# umount /dev/hdf2 %# umount /dev/hdg1
Желательно (но не обязательно) изменить тип разделов, которые будут входить в RAID-массив и установить его равным FD (Linux RAID autodetect). Изменить тип раздела можно с помощью fdisk.
Рассмотрим как это делать на примере раздела /dev/hde1.
%# fdisk /dev/hde
The number of cylinders for this disk is set to 8355.
There is nothing wrong with that, but this is larger than 1024,
and could in certain setups cause problems with:
1) software that runs at boot time (e.g., old versions of LILO)
2) booting and partitioning software from other OSs
(e.g., DOS FDISK, OS/2 FDISK)
Command (m for help):
Use FDISK Help
Now use the fdisk m command to get some help:
Command (m for help): m
...
...
p print the partition table
q quit without saving changes
s create a new empty Sun disklabel
t change a partition's system id
...
...
Command (m for help):
Set The ID Type To FD
Partition /dev/hde1 is the first partition on disk /dev/hde.
Modify its type using the t command, and specify the partition number
and type code.
You also should use the L command to get a full listing
of ID types in case you forget.
Command (m for help): t
Partition number (1-5): 1
Hex code (type L to list codes): L
...
...
...
16 Hidden FAT16 61 SpeedStor f2 DOS secondary
17 Hidden HPFS/NTF 63 GNU HURD or Sys fd Linux raid auto
18 AST SmartSleep 64 Novell Netware fe LANstep
1b Hidden Win95 FA 65 Novell Netware ff BBT
Hex code (type L to list codes): fd
Changed system type of partition 1 to fd (Linux raid autodetect)
Command (m for help):
Make Sure The Change Occurred
Use the p command to get the new proposed partition table:
Command (m for help): p
Disk /dev/hde: 4311 MB, 4311982080 bytes
16 heads, 63 sectors/track, 8355 cylinders
Units = cylinders of 1008 * 512 = 516096 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/hde1 1 4088 2060320+ fd Linux raid autodetect
/dev/hde2 4089 5713 819000 83 Linux
/dev/hde4 6608 8355 880992 5 Extended
/dev/hde5 6608 7500 450040+ 83 Linux
/dev/hde6 7501 8355 430888+ 83 Linux
Command (m for help):
Save The Changes
Use the w command to permanently save the changes to disk /dev/hde:
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy.
The kernel still uses the old table.
The new table will be used at the next reboot.
Syncing disks.
Аналогичным образом нужно изменить тип раздела для всех остальных разделов, входящих в RAID-массив.
Создание RAID-массива выполняется с помощью программы mdadm (ключ --create). Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Мы воспользуемся опцией --level, для того чтобы создать RAID-массив 5 уровня. С помощью ключа --raid-devices укажем устройства, поверх которых будет собираться RAID-массив.
%# mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/hde1 /dev/hdf2 /dev/hdg1
mdadm: layout defaults to left-symmetric
mdadm: chunk size defaults to 64K
mdadm: /dev/hde1 appears to contain an ext2fs file system
size=48160K mtime=Sat Jan 27 23:11:39 2007
mdadm: /dev/hdf2 appears to contain an ext2fs file system
size=48160K mtime=Sat Jan 27 23:11:39 2007
mdadm: /dev/hdg1 appears to contain an ext2fs file system
size=48160K mtime=Sat Jan 27 23:11:39 2007
mdadm: size set to 48064K
Continue creating array? y
mdadm: array /dev/md0 started.
Если вы хотите сразу создать массив, где диска не хватает (degraded) просто укажите слово missing вместо имени устройства. Для RAID5 это может быть только один диск; для RAID6 — не более двух; для RAID1 — сколько угодно, но должен быть как минимум один рабочий.
Убедиться, что RAID-массив проинициализирован корректно можно просмотрев файл /proc/mdstat. В этом файле отражается текущее состояние RAID-массива.
%# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid5]
read_ahead 1024 sectors
md0 : active raid5 hdg1[2] hde1[1] hdf2[0]
4120448 blocks level 5, 32k chunk, algorithm 3 [3/3] [UUU]
unused devices: <none>
Обратите внимание на то, как называется новый RAID-массив. В нашем случае он называется /dev/md0. Мы будем обращаться к массиву по этому имени.
Новый RAID-раздел нужно отформатировать, т.е. создать на нем файловую систему. Сделать это можно при помощи программы из семейства mkfs. Если мы будем создавать файловую систему ext3, воспользуемся программой mkfs.ext3. :
%# mkfs.ext3 /dev/md0
mke2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
36144 inodes, 144192 blocks
7209 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=1
Maximum filesystem blocks=67371008
18 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
2008 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
8193, 24577, 40961, 57345, 73729
Writing inode tables: done
Creating journal (4096 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
This filesystem will be automatically checked every 33 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
Имеет смысл для лучшей производительности файловой системы указывать при создании количество дисков в рейде и количество блоков файловой системы которое может поместиться в один страйп ( chunk ), это особенно важно при создании массивов уровня RAID0,RAID5,RAID6,RAID10. Для RAID1 ( mirror ) это не имеет значения так как запись идет всегда на один device, a в других типах рейдов дата записывается последовательно на разные диски порциями соответствующими размеру stripe.Например если мы используем RAID5 из 3 дисков, с дефолтным размером страйпа в 64К и используем файловую систему ext3 с размером блока в 4К то можно вызывать команду mkfs.ext вот так:
%# mkfs.ext3 -b 4096 -E stride=16,stripe-width=32 /dev/md0
stripe-width обычно расчитывается как stride * N ( N это дата диски в массиве - например в RAID5 - два дата диска и один parity ) Для неменее популярной файловой системы XFS надо указывать не количество блоков файловой системы соответствующих размеру stripe в массиве, а непосредственно размер самого страйпа
%# mkfs.xfs -d su=64k,sw=3 /dev/md0
Система сама не запоминает какие RAID-массивы ей нужно создать и какие компоненты в них входят. Эта информация находится в файле mdadm.conf.
Строки, которые следует добавить в этот файл, можно получить при помощи команды
mdadm --detail --scan --verbose
Вот пример ее использования:
%# mdadm --detail --scan --verbose
ARRAY /dev/md0 level=raid5 num-devices=4
UUID=77b695c4:32e5dd46:63dd7d16:17696e09
devices=/dev/hde1,/dev/hdf2,/dev/hdg1
Если файла mdadm.conf еще нет, можно его создать:
%# echo "DEVICE partitions" > /etc/mdadm/mdadm.conf
%# mdadm --detail --scan --verbose | awk '/ARRAY/ {print}' >> /etc/mdadm/mdadm.conf
Поскольку мы создали новую файловую систему, вероятно, нам понадобится и новая точка монтирования. Назовем ее /raid.
%# mkdir /raid
Для того чтобы файловая система, созданная на новом RAID-массиве автоматически монтировалась при загрузке, добавим соответствующую запись в файл /etc/fstab хранящий список автоматически монтируемых при загрузке файловых систем.
/dev/md0 /raid ext3 defaults 1 2
Если мы объединяли в RAID-массив разделы, которые использовались раньше, нужно отключить их монтирование: удалить или закомментировать соответствующие строки в файле /etc/fstab. Закомментировать строку можно символом #.
#/dev/hde1 /data1 ext3 defaults 1 2
#/dev/hdf2 /data2 ext3 defaults 1 2
#/dev/hdg1 /data3 ext3 defaults 1 2
Для того чтобы получить доступ к файловой системе, расположенной на новом RAID-массиве, ее нужно смонтировать. Монтирование выполняется с помощью команды mount.
Если новая файловая система добавлена в файл /etc/fstab, можно смонтировать ее командой mount -a (смонтируются все файловые системы, которые должны монтироваться при загрузке, но сейчас не смонтированы).
%# mount -a
Можно смонтировать только нужный нам раздел (при условии, что он указан в /etc/fstab).
%# mount /raid
Если раздел в /etc/fstab не указан, то при монтировании мы должны задавать как минимум два параметра — точку монтирования и монтируемое устройство:
%# mount /dev/md0 /raid
Информация о состоянии RAID-массива находится в файле /proc/mdstat.
%# raidstart /dev/md0
%# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid5]
read_ahead 1024 sectors
md0 : active raid5 hdg1[2] hde1[1] hdf2[0]
4120448 blocks level 5, 32k chunk, algorithm 3 [3/3] [UUU]
unused devices: <none>
Если в файле информация постоянно изменяется, например, идет пересборка массива, то постоянно изменяющийся файл удобно просматривать при помощи программы watch:
%$ watch cat /proc/mdstat
Как выполнить проверку целостности программного RAID-массива md0:
echo 'check' >/sys/block/md0/md/sync_action
Как посмотреть нашлись ли какие-то ошибки в процессе проверки программного RAID-массива по команде check или repair:
cat /sys/block/md0/md/mismatch_cnt
В некоторых руководствах по mdadm после первоначальной сборки массивов рекомендуется добавлять в файл /etc/mdadm/mdadm.conf вывод команды "mdadm --detail --scan --verbose":
ARRAY /dev/md/1 level=raid1 num-devices=2 metadata=1.2 name=linuxWork:1 UUID=147c5847:dabfe069:79d27a05:96ea160b devices=/dev/sda1 ARRAY /dev/md/2 level=raid1 num-devices=2 metadata=1.2 name=linuxWork:2 UUID=68a95a22:de7f7cab:ee2f13a9:19db7dad devices=/dev/sda2
, в котором жестко прописаны имена разделов (/dev/sda1, /dev/sda2 в приведенном примере).
Если после этого обновить образ начальной загрузки (в Debian вызвать 'update-initramfs -u' или 'dpkg-reconfigure mdadm'), имена разделов запишутся в файл mdadm.conf образа начальной загрузки и вы не сможете загрузиться с массива, если конфигурация жестких дисков изменится (нужные разделы получат другие имена). Для этого не обязательно добавлять или убирать жесткие диски: в многодисковых системах их имена могут меняться от загрузки к загрузке.
Решение: записывать в /etc/mdadm/mdadm.conf вывод команды "mdadm --detail --scan" (без --verbose).
При этом в файле mdadm.conf будут присутствовать UUID разделов, составляющих каждый RAID-массив. При загрузке системы mdadm находит нужные разделы независимо от их символических имен по UUID.
mdadm.conf, извлеченный из образа начальной загрузки Debian:
DEVICE partitions HOMEHOST <system> ARRAY /dev/md/1 metadata=1.2 UUID=147c5847:dabfe069:79d27a05:96ea160b name=linuxWork:1 ARRAY /dev/md/2 metadata=1.2 UUID=68a95a22:de7f7cab:ee2f13a9:19db7dad name=linuxWork:2
Результат исследования раздела командой 'mdadm --examine'"
/dev/sda1:
Magic : a92b4efc
Version : 1.2
Feature Map : 0x0
Array UUID : 147c5847:dabfe069:79d27a05:96ea160b
Name : linuxWork:1
Creation Time : Thu May 23 09:17:01 2013
Raid Level : raid1
Raid Devices : 2
Раздел c UUID 147c5847:dabfe069:79d27a05:96ea160b войдет в состав массива, даже если станет /dev/sdb1 при очередной загрузке системы.
Вообще, существует 2 файла mdadm.conf, влияющих на автоматическую сборку массивов:
Соответственно, вы можете иметь информацию:
1) в образе начальной загрузки (ОНЗ) и в /etc/mdadm/mdadm.conf;
2) только в ОНЗ (попадает туда при его создании обновлении);
3) только в /etc/mdadm/mdadm.conf;
4) нигде.
В том месте, где есть mdadm.conf, сборка происходит по правилам; где нет - непредсказуемо.
Примечание: если вы не обновили ОНЗ после создания RAID-массивов, их конфигурация все равно в него попадет - при обновлении образа другой программой / при обновлении системы (но вы не будете об этом знать со всеми вытекающими).
Диск в массиве можно условно сделать сбойным, ключ --fail (-f):
%# mdadm /dev/md0 --fail /dev/hde1 %# mdadm /dev/md0 -f /dev/hde1
Сбойный диск можно удалить с помощью ключа --remove (-r):
%# mdadm /dev/md0 --remove /dev/hde1 %# mdadm /dev/md0 -r /dev/hde1
Добавить новый диск в массив можно с помощью ключей --add (-a) и --re-add:
%# mdadm /dev/md0 --add /dev/hde1 %# mdadm /dev/md0 -a /dev/hde1
Собрать существующий массив можно с помощью mdadm --assemble. Как дополнительный аргумент указывается, нужно ли выполнять сканирование устройств, и если нет, то какие устройства нужно собирать.
%# mdadm --assemble /dev/md0 /dev/hde1 /dev/hdf2 /dev/hdg1 %# mdadm --assemble --scan
Расширить массив можно с помощью ключа --grow (-G). Сначала добавляется диск, а потом массив расширяется:
%# mdadm /dev/md0 --add /dev/hdh2
Проверяем, что диск (раздел) добавился:
%# mdadm --detail /dev/md0 %# cat /proc/mdstat
Если раздел действительно добавился, мы можем расширить массив:
%# mdadm -G /dev/md0 --raid-devices=4
Опция --raid-devices указывает новое количество дисков используемое в массиве. Например, было 3 диска, а теперь расширяем до 4-х - указываем 4.
Рекомендуется задать файл бэкапа на случай прерывания перестроения массива, например добавить:
--backup-file=/var/backup
При необходимости, можно регулировать скорость процесса расширения массива, указав нужное значение в файлах
/proc/sys/dev/raid/speed_limit_min
/proc/sys/dev/raid/speed_limit_max
Убедитесь, что массив расширился:
%# cat /proc/mdstat
Нужно обновить конфигурационный файл с учетом сделанных изменений:
%# mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf %# vi /etc/mdadm/mdadm.conf
Отложенная синхронизация:
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10]
md0 : active(auto-read-only) raid1 sda1[0] sdb1[1]
78148096 blocks [2/2] [UU]
resync=PENDING
Возобновить:
echo idle > /sys/block/md0/md/sync_action
P.S.: Если вы увидели «active (auto-read-only)» в файле /proc/mdstat, то возможно вы просто ничего не записывали в этот массив. К примеру, после монтирования раздела и любых изменений в примонтированном каталоге, статус автоматически меняется:
md0 : active raid1 sdc[0] sdd[1]
Для начала отмонтируйте и остановите массив:
%# umount /dev/md0 %# mdadm --stop /dev/md0
Затем необходимо пересобрать как md5 каждый из разделов sd[abcdefghijk]1
%# mdadm --assemble /dev/md5 /dev/sd[abcdefghijk]1 --update=name
или так
%# mdadm --assemble /dev/md5 /dev/sd[abcdefghijk]1 --update=super-minor
Для начала отмонтируйте и остановите массив:
%# umount /dev/md0 %# mdadm -S /dev/md0
Затем необходимо затереть superblock каждого из составляющих массива:
%# mdadm --zero-superblock /dev/hde1 %# mdadm --zero-superblock /dev/hdf2
Если действие выше не помогло, то затираем так:
%# dd if=/dev/zero of=/dev/hde1 bs=512 count=1 %# dd if=/dev/zero of=/dev/hdf2 bs=512 count=1
После создания массива RAID5 из трех двухтерабайтных дисков, я был неприятно удивлен низкой скорости записи на массив: всего 55 мбайт/сек. Пришлось поизучать, с помощью каких параметров можно добиться от массива нормальной производительности.
Дело оказалось в том, что
stripe_cache_size слишком мало;–bitmap=internal) и маленьким bitmap chunk.После увеличения stripe_cache_size и размера bitmap chunk, скорость записи поднялась до 130-150 мбайт/сек. Подробности об этих и других параметрах читайте ниже.
Значение по умолчанию – 256, диапазон от 32 до 32768, при этом увеличение хотя бы до 8192 сильно помогает скорости записи:
echo 8192 > /sys/block/md?/md/stripe_cache_size
Внимание: измеряется в кол-ве страниц * на кол-во устройств, и может быть очень прожорливо в плане потребления ОЗУ. При вышеуказанном значении 8192, размере страницы памяти в 4096 байт (используемом в ядре Linux на x86 и x86-64) и четырех дисках в RAID, потребление памяти составит:
8192 * 4096 * 4 = 134217728 байт (128 мегабайт)
Позволяет после некорректной перезагрузки системы производить перепроверку не всего RAID'а, а только тех областей, в которые на момент перезагрузки или отключения питания производилась запись. В варианте –bitmap=internal, крайне негативно влияет на скорость записи:
Эффект можно уменьшить, использовав большее значение параметра mdadm –bitmap-chunk (см. man mdadm), например я сейчас использую 131072. Можно также практически полностью исключить его, использовав bitmap во внешнем файле – на диске, не входящем в массив. Для раздела, где будет храниться файл с bitmap, автором mdadmрекомендуется файловая система ext2 или ext3, однако и при размещении его на XFS каких-либо проблем не возникало.
mdadm --grow --bitmap=internal --bitmap-chunk=131072 /dev/md0
Важно правильно задать при создании ФС эти параметры, если забыли - ничего страшного, можно и позже их поменять с помощью tune2fs.
XFS пытается определить соответствующие значения автоматически, если у нее не получается – см. man mkfs.xfs на предмет sunit= и swidth=.
Задается при создании массива, параметром mdadm –chunk-size. Изменить в уже работающем массиве – крайне долгая, и вероятно не вполне безопасная операция, требующая, к тому же, самой свежей версии mdadm (3.1) и достаточно нового ядра (2.6.31+)1).
Дефолтным значением в старых mdadm было 64K, в новых – стало 512K2). По мнению автора mdadm, “512K новым дискам подходит лучше”, по моему – не все так однозначно. Пока что предпочитаю продолжить использование 64K.
Другим автором по результатам тестов рекомендуется размер в 128K:
# Посмотреть текущий: blockdev --getra /dev/md? #Поменять: blockdev --setra <новое значение в секторах (512 байт)> /dev/md?
Экспериментов с этим пока не проводил, скорость чтения с массива (на трехдисковом RAID5, достигающая суммы линейной скорости двух дисков) устраивает и так.
Представленные результаты и исследования подтверждают, что применение искусственного интеллекта в области обслуживания программного raid-массива в linux - mdadm имеет потенциал для революции в различных связанных с данной темой сферах. Надеюсь, что теперь ты понял что такое обслуживания программного raid-массива в linux - mdadm и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Операционная система LINUX
Комментарии
Оставить комментарий
Операционная система LINUX
Термины: Операционная система LINUX