O que é RAID no Linux e como configurá-lo

Vivemos em um mundo de armazenamento de dados barato. E isso significa que qualquer um pode usar várias unidades de disco baratas em matrizes para fazer backup de seus dados - fornecendo, portanto, a redundância necessária para manter seus dados protegidos. Conheça o RAID - o processo de combinar várias unidades de disco para criar uma variedade de unidades. O computador ao qual o RAID está conectado o vê como uma única unidade ou unidade e o gerencia.

Neste artigo, veremos o RAID no Linux e aprenderemos como configurá-lo. No entanto, antes de fazermos isso, vamos tentar o RAID em profundidade.

O que é RAID?

RAID significa matriz redundante de discos independentes (RAID). Com o RAID, o usuário pode usar vários discos para acessar e armazenar informações. O RAID é possível usando técnicas como espelhamento de disco (RAID nível 1), striping de disco (RAID nível 0) e paridade (RAID nível 5). Usando essas técnicas, a configuração de RAID pode obter benefícios como redundância, maior largura de banda, menor latência e recuperação de dados se o disco rígido ou armazenamento travar.

Para alcançar todos os benefícios mencionados acima, o RAID precisa distribuir dados para a unidade de array. O RAID então cuida do processo de distribuição de dados dividindo os dados em blocos de tamanho de 32K ou 64K. O RAID também é capaz de dividir os dados em pedaços maiores e de acordo com os requisitos. Uma vez que os pedaços são criados, os dados são gravados no disco rígido, que é criado com base na matriz RAID.

Da mesma forma, os dados são lidos usando o mesmo processo reverso, criando o processo de armazenamento e recuperação de dados usando a matriz RAID.

Quem deve usar??

Qualquer pessoa pode realmente usar matrizes RAID. No entanto, os administradores de sistema podem se beneficiar disso, pois precisam gerenciar muitos dados. Eles também podem usar a tecnologia RAID para minimizar falhas de disco, melhorar a capacidade de armazenamento ou aumentar a velocidade.

Tipos de RAID

Antes de prosseguirmos, vamos dar uma olhada nos tipos de RAID. Como administrador de sistema ou usuário Linux, você pode configurar e usar dois tipos de RAIDs. Eles são RAID de hardware e RAID de software.

RAID de hardware: O RAID de hardware é implementado de forma independente no host. Isso significa que você precisa investir em hardware para configurá-lo. Claro, eles são rápidos e têm seu próprio controlador RAID dedicado fornecido por meio da placa PCI Express. Desta forma, o hardware não usa os recursos do host e tem melhor desempenho graças ao cache NVRAM que permite acesso mais rápido de leitura e gravação.

Em caso de falha, o hardware armazena o cache e o reconstrói usando os backups de energia. No geral, o RAID de hardware não é para todos e requer uma boa quantia de investimento para começar.

As vantagens do RAID de hardware incluem o seguinte:

• Desempenho genuíno: Como o hardware dedicado melhora o desempenho, não levando os ciclos de CPU ou discos do host. Eles podem ter um desempenho máximo, sem uso de sobrecarga, considerando que há armazenamento em cache suficiente para suportar a velocidade.
• Controladores RAID: Os controladores RAID usados ​​oferecem abstração quando se trata de arranjo de disco subjacente. O sistema operacional verá toda a gama de discos rígidos como uma única unidade de armazenamento. Isso significa que o sistema operacional não precisa descobrir como gerenciá-lo, pois ele interage com o RAID como um único disco rígido.

O RAID de hardware tem algumas desvantagens. Por exemplo, pode haver dependência de fornecedor. Nesse caso, se você deseja mudar para um fornecedor de hardware diferente, você não pode obter acesso ao seu sistema RAID anterior. Outra desvantagem é o custo associado à configuração.

RAID de software: RAID de software depende do host para recursos. Isso significa que eles são lentos em comparação com as contrapartes de hardware, e isso é óbvio, pois não obtêm acesso ao seu próprio conjunto de recursos em comparação com o RAID de hardware.

No caso do RAID de software, o sistema operacional deve cuidar da relação do disco.

As principais vantagens que você obtém ao usar o RAID por software são as seguintes:

• Código aberto: O RAID de software é código aberto, considerando que pode ser implementado e usado em soluções de código aberto como o Linux. Isso significa que você pode alternar entre os sistemas e garantir que funcionem sem quaisquer alterações. Se você fizer uma configuração RAID no Ubunutu, você pode exportá-la posteriormente e usá-la em uma máquina CentOS.
• Flexibilidade: Como o RAID precisa ser configurado no sistema operacional, você tem controle total sobre como fazê-lo funcionar. Então, se você quiser fazer alterações, pode fazê-lo sem alterar nenhum hardware.
• Custo limitado: como nenhum hardware específico é necessário, você não precisa gastar muito!

Há também mais um tipo de RAID que você deve saber, i.e., RAID de software assistido por hardware. É um RAID de firmware ou RAID falso, que você obtém na implementação da placa-mãe de placas RAID baratas. Esta abordagem é ideal para suporte a vários sistemas operacionais, enquanto as desvantagens incluem sobrecarga de desempenho, suporte RAID limitado e requisitos específicos de hardware.

Compreendendo os níveis de RAID

A última peça do quebra-cabeça que precisamos aprender é o nível RAID. Se você prestou atenção, já mencionamos as diferentes técnicas de RAID, especialmente o nível de RAID. Eles determinaram a relação e configuração dos discos. Vamos examiná-los brevemente abaixo.

• RAID 0: RAID 0 é uma configuração de disco onde você pode usar dois ou mais dispositivos e então distribuir os dados entre eles. Distribuição de dados significa dividi-los em blocos de dados. Uma vez quebrados, eles são gravados em cada uma das matrizes de disco. A abordagem RAID 0 é extremamente benéfica quando se trata de distribuição de dados para redundância. Em teoria, quanto mais disco você usa, melhor é o desempenho do RAID. No entanto, na realidade, não pode atingir esse nível de desempenho. No RAID 0, o tamanho final do disco é simplesmente a adição das unidades de disco existentes.
• RAID 1: RAID 1 é uma configuração útil quando há necessidade de espelhar dados entre dispositivos (dois ou mais). Portanto, os dados são gravados em cada unidade do grupo. Em suma, cada um dos discos possui a cópia exata dos dados. Esta abordagem é benéfica para a criação de redundância e útil se você suspeitar que haverá falha no dispositivo no futuro. Portanto, se um dispositivo falhar, ele pode ser reconstruído usando os dados de outros dispositivos funcionais.
• RAID 5: A configuração de RAID 5 usa bits de RAID 0 e RAID 1. Ele distribui os dados pelos dispositivos; no entanto, também garante que os dados distribuídos sejam verificados na matriz; ele usa algoritmos matemáticos para verificar as informações de paridade. As vantagens incluem um aumento de desempenho, reconstrução de dados e um melhor nível de redundância. No entanto, há desvantagens nessa abordagem, pois o RAID 5 é suspeito de diminuir a velocidade, afetando as operações de gravação. Se uma unidade na matriz falhar, isso pode colocar muitas penalidades em toda a grade.
• RAID 6: Quando se trata de RAID 6, a abordagem é semelhante à do RAID 5. No entanto, a principal diferença é a dupla informação de paridade.
• RAID 10: Por último, temos o RAID 10, que pode ser implementado em duas abordagens diferentes, o RAID 1 + 0 aninhado e o RAID 10 do mdam.

Como configurar RAID no Linux

Como você pode ver, existem diferentes configurações de RAID que você pode configurar no seu dispositivo. Então, praticamente não é possível cobrir todos eles neste post. Para simplificar, vamos fazer uma implementação de RAID 1 de software. Esta implementação pode ser feita nas distribuições Linux existentes.

Antes de começar, você precisa ter algumas coisas básicas prontas à sua disposição.

• Certifique-se de ter uma distribuição Linux adequada instalada em seu disco rígido. A unidade na qual você instalou a distribuição Linux será usada em todo o processo. Então, você pode querer marcá-lo em algum lugar para acessá-lo prontamente.
• Na próxima etapa, você precisa pegar pelo menos mais um disco rígido. Para garantir a instalação adequada, é recomendado que você pegue dois discos rígidos e os nomeie / dev / sdb e / dev / sdc. Você é livre para levar unidades de disco de diferentes tamanhos e de acordo com sua conveniência.
• Agora, você precisa criar sistemas de arquivos especiais em ambos os seus novos discos rígidos.
• Uma vez feito isso, você deve ser capaz de criar a matriz RAID 1 com a ajuda do utilitário mdadm.

1. Preparando seu disco rígido

O primeiro passo é preparar o seu disco rígido para a configuração RAID. Para saber os nomes dos discos rígidos que estão conectados ao seu computador, você precisa abrir o terminal e executar o seguinte comando.

sudo fdisk - 1

Isso irá listar as unidades de disco ou discos rígidos que estão conectados ao seu computador.

Por causa do tutorial, vamos usar o nome da primeira unidade de disco como / dev / sdb e / dev / sdc

Com os nomes dos discos rígidos classificados, agora é hora de criar uma nova tabela de partição MBR em ambos os discos rígidos. Antes de fazer isso, é aconselhável que você faça backup de qualquer um dos dados nesses discos rígidos, pois a formatação e a criação de uma nova partição MBR significa perder todas as partições existentes e os dados armazenados nos discos.

O código para criar novas partições é o seguinte.

sudo parted / dev / sdb mklabel msdos

Da mesma forma, você pode particionar o segundo usando o mesmo comando. No entanto, você precisa alterar o nome da unidade de disco no comando.

Caso queira criar partições baseadas em GPT, você pode fazer isso substituindo MS-DOS com gpt. No entanto, se você está fazendo isso pela primeira vez e está seguindo o tutorial, sugerimos usar o tipo de partição MBR.

A próxima etapa é criar novas partições nas unidades formatadas recentemente. Isso é necessário porque nos ajudará a garantir que as partições sejam detectadas automaticamente durante a detecção automática do sistema de arquivos do Linux raid.

Para começar, digite o seguinte comando.

sudo fdisk / dev / sdb

Agora, você terá que seguir os seguintes passos:

• Para criar uma nova partição, você precisa digitar n.
• Para partição primária, você precisa digitar p
• Agora, para criar o / dev / sdb1, você precisa digitar 1
• A partir daí, pressione Enter para selecionar o primeiro setor padrão.
• Da mesma forma, você também precisa selecionar o último setor padrão.
• Pressionar P agora mostrará para você todas as informações sobre suas partições recém-criadas.
• Em seguida, você precisa alterar o tipo de partição pressionando t
• Para mudar para detecção automática de raid Linux, você precisa inserir fd
• Finalmente, verifique novamente as informações da partição digitando p
• Por último, seria melhor se você digitasse w para que todas as alterações possam ser aplicadas.

2. Fazer o mdadm funcionar

Como estamos trabalhando com várias unidades de disco, também precisamos instalar a ferramenta mdadm. A ferramenta serve para gerenciar MD ou gerenciar vários dispositivos. Também é conhecido como RAID no software Linux.

Se você estiver usando Ubuntu / Debian, poderá instalá-lo usando o seguinte comando:

sudo apt install mdadm

Caso você esteja usando Redhat ou CentOS, você precisa usar o seguinte comando:

sudo yum install mdadm

Uma vez instalado, agora é hora de examinar os dispositivos que você está usando o RAID. Para fazer isso, você deve usar o seguinte comando.

sudo mdadm -examine / dev / sdb

Você também pode adicionar mais dispositivos para comandar com espaço entre eles. Você também pode digitar o comando fd (Linux raid autodetect) para aprender sobre os dispositivos. Claramente, você também pode ver que o RAID ainda não está formado.

3. Criação da unidade lógica RAID 1

Para criar RAID 1, você precisa usar o seguinte comando.

sudo mdadm --create / dev / md3 --level = mirro --raid-devices = 2 / dev / sbd1 / dev / sdc1

Você precisa nomear a nova unidade lógica. Em nosso caso, nós o tornamos / dev / md3.

Caso você não consiga executar o comando, será necessário reinicializar a máquina.

Se você quiser mais informações sobre o dispositivo raid recém-criado, você pode usar os seguintes comandos.

sudo mdadm --detail / dev / m3

Você também pode verificar cada uma das partições separadas usando a opção -examine.

sudo mdadm --examine

4. Sistema de arquivos de unidade lógica RAID 1

Agora é hora de criar o sistema de arquivos na unidade lógica recém-criada. Para fazer isso, precisamos usar o comando mkfs conforme abaixo.

sudo mkfs.ext4 / dev / md3

Agora, você pode criar uma montagem e, em seguida, montar a unidade RAID 1. Para fazer isso, você precisa usar os seguintes comandos.

sudo mkdir / mnt / raid1 sudo mount / dev / md3 / mnt / raid1

5. Verifique se tudo está funcionando como planejado

Em seguida, você precisa ver se tudo está funcionando como planejado.

Para fazer isso, você precisa criar um novo arquivo na nova unidade lógica. Você primeiro vai para o RAID recém-montado e, em seguida, cria um arquivo lá.

Se tudo funcionar como planejado, parabéns, você criou com sucesso sua configuração RAID 1.

Além disso, você precisa salvar sua configuração RAID 1. Você pode fazer isso usando o seguinte comando.

sudo mdadm --detail --scan --verbose | sudo tee -a / etc / mdadm / mdadm.conf

Conclusão

RAID é uma técnica benéfica para tirar proveito de suas outras unidades, pois fornecem redundância, melhor velocidade e configuração e muito mais!

Esperamos que você tenha achado o guia útil. Além disso, como existem diferentes tipos de RAID, você precisa fazer as coisas de maneira diferente para cada um deles. Continuaremos adicionando esses guias no futuro, então sugiro se inscrever e continuar visitando o FOSSLinux.

Além disso, o que você acha sobre RAID? Você acha que precisa deles? Comente abaixo e deixe-nos saber.