Linux és a szoftveres RAID (mdadm): a parancssori varázsló

A RAID (Redundant Array of Independent Disks) egy technológia, amely több fizikai merevlemezt kombinál egyetlen logikai egységgé. Ennek több célja lehet, például az adatok redundanciájának növelése (adattárolás biztonsága) vagy a teljesítmény javítása. A Linux operációs rendszerben a szoftveres RAID megvalósításához az mdadm (multiple device admin) nevű eszközt használjuk. Ebben a cikkben részletesen bemutatjuk, hogyan használhatod az mdadm-ot a parancssorból, hogy saját RAID tömböt hozz létre.

Miért érdemes szoftveres RAID-et használni?

A szoftveres RAID, ellentétben a hardveres RAID-del, nem igényel speciális hardvert. A RAID műveleteket a központi processzor (CPU) végzi. Ezáltal egy olcsóbb megoldást kínál, hiszen nincs szükség dedikált RAID vezérlőre. Persze, a szoftveres RAID használata a CPU-t terhelheti, de a mai modern processzorok számára ez általában nem jelent komoly problémát. Fő előnyei:

Alacsonyabb költség: Nincs szükség külön hardveres RAID vezérlőre.
Rugalmasság: Könnyebben konfigurálható és módosítható, mint a hardveres RAID.
Kompatibilitás: Bármilyen Linux disztribúción futtatható.

Az mdadm telepítése

Az mdadm általában a legtöbb Linux disztribúcióban alapértelmezetten telepítve van. Ha mégsem, akkor a disztribúciód csomagkezelőjével telepítheted.

Debian/Ubuntu alapú rendszereken:

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Fedora/CentOS/RHEL alapú rendszereken:

sudo dnf install mdadm

Arch Linux alapú rendszereken:

sudo pacman -S mdadm

A RAID szintek

Mielőtt belevágnánk a konfigurálásba, fontos tisztázni a különböző RAID szintek közötti különbségeket. A leggyakoribb szintek:

RAID 0 (striping): Az adatokat több lemezre osztja el, növelve a teljesítményt. Nincs redundancia, tehát ha egy lemez meghibásodik, minden adat elveszik.
RAID 1 (mirroring): Minden adatot tükröz egy másik lemezre. Ha egy lemez meghibásodik, az adatok továbbra is elérhetők a másik lemezről. Jó redundanciát biztosít, de a tárhely kihasználtsága 50%.
RAID 5 (striping with parity): Az adatokat és a paritás információkat több lemezre osztja el. Ha egy lemez meghibásodik, az adatok a paritás információk segítségével helyreállíthatók. Jó kompromisszum a teljesítmény és a redundancia között. Legalább 3 lemez szükséges.
RAID 6 (striping with double parity): Hasonló a RAID 5-höz, de két paritás információt tárol, így két lemez meghibásodását is képes elviselni. Legalább 4 lemez szükséges.
RAID 10 (RAID 1+0): A RAID 1 és RAID 0 kombinációja. Az adatokat tükrözi (RAID 1) és emellett több lemezre osztja el (RAID 0). Nagyon jó teljesítményt és redundanciát biztosít, de a tárhely kihasználtsága 50%. Legalább 4 lemez szükséges.

RAID tömb létrehozása mdadm-mal

Most nézzük meg, hogyan hozhatunk létre egy RAID tömböt az mdadm segítségével. Tegyük fel, hogy van három üres lemezünk: `/dev/sdb`, `/dev/sdc` és `/dev/sdd`, és RAID 5 tömböt szeretnénk létrehozni.

A következő paranccsal hozhatjuk létre a RAID tömböt:

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

Magyarázat:

`–create /dev/md0`: Létrehozza a `/dev/md0` nevű RAID tömböt.
`–level=5`: Beállítja a RAID szintet 5-re.
`–raid-devices=3`: Meghatározza, hogy 3 lemez vesz részt a tömbben.
`/dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd`: Megadja a használni kívánt lemezeket.

Az mdadm elkezdi a tömb létrehozását. Ez időbe telhet, különösen nagy lemezek esetén. A létrehozási folyamat állapotát a következő paranccsal követheted:

sudo mdadm --detail /dev/md0

Fájlrendszer létrehozása és csatolása

Miután a RAID tömb létrejött, létre kell hoznunk rajta egy fájlrendszert. Például ext4-et:

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

Ezután létre kell hoznunk egy csatolási pontot, ahova a fájlrendszert csatoljuk:

sudo mkdir /mnt/raid5

Végül csatoljuk a fájlrendszert a csatolási pontra:

sudo mount /dev/md0 /mnt/raid5

A RAID tömb automatikus csatolása indításkor

Ahhoz, hogy a RAID tömb minden indításkor automatikusan csatolódjon, be kell jegyeznünk az `/etc/fstab` fájlba.

Először meg kell szereznünk a RAID tömb UUID-jét:

sudo blkid /dev/md0

A kimenetben látható UUID értéket jegyezzük fel. Ezután nyissuk meg az `/etc/fstab` fájlt egy szövegszerkesztővel (pl. `sudo nano /etc/fstab`) és adjuk hozzá a következő sort:

UUID=<a te UUID-d> /mnt/raid5 ext4 defaults 0 0

Cseréljük le a `<a te UUID-d>` részt a korábban kapott UUID értékre. Mentsük el a fájlt és indítsuk újra a rendszert. A RAID tömb automatikusan csatolódnia kell.

Hibaelhárítás és karbantartás

Az mdadm számos funkciót kínál a RAID tömbök karbantartására és hibaelhárítására.

Lemez hozzáadása: Ha egy lemez meghibásodik, ki kell cserélni, és hozzá kell adni az új lemezt a tömbhöz.
Lemez eltávolítása: Lemez eltávolítása a tömbből.
A tömb állapotának ellenőrzése: A `–detail` kapcsolóval bármikor ellenőrizheted a tömb állapotát.

Például egy új lemez (pl. `/dev/sde`) hozzáadásához a tömbhöz:

sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sde

Fontos, hogy rendszeresen ellenőrizd a RAID tömb állapotát, és azonnal cselekedj, ha problémát észlelsz.

Összegzés

A Linux operációs rendszerben a szoftveres RAID nagyszerű lehetőséget kínál az adatok redundanciájának növelésére és a teljesítmény javítására. Az mdadm egy hatékony eszköz a RAID tömbök kezelésére a parancssorból. A cikkben bemutatott lépések segítségével könnyedén létrehozhatsz, konfigurálhatsz és karbantarthatsz egy RAID tömböt.