Einführung
Ein RAID-Verbund (Redundant Array of Independent Disks) ist eine Speichertechnik, die mehrere physische Festplatten zu einem einzigen logischen Speichermedium vereint. Dadurch wird sowohl die Ausfallsicherheit als auch die Performance und die Datenintegrität gesteigert. mdadm ist ein Programm zur Software-RAID-Verwaltung, das es ermöglicht, RAID-Systeme unter Linux zu realisieren und zu konfigurieren.
In diesem Leitfaden wird erklärt, wie man mit Hilfe von mdadm RAID-Verbünde unter Ubuntu 18.04 erstellt. Es werden die unterschiedlichen RAID-Level vorgestellt und gezeigt, wie man jedes dieser Level einrichtet und anpasst.
Notwendige Voraussetzungen
- Ein Ubuntu 18.04-System mit wenigstens zwei physischen Speichermedien
- Die Festplatten dürfen keine Partitionen oder Daten enthalten.
- Root-Berechtigungen
Installation von mdadm
mdadm ist in der Standardinstallation von Ubuntu 18.04 enthalten. Sollte es dennoch nicht installiert sein, kann es wie folgt nachinstalliert werden:
sudo apt install mdadm
Konfiguration eines RAID-Arrays
RAID 0 (Striping)
RAID 0 verteilt die Daten über mehrere Speichermedien. Dadurch wird die Geschwindigkeit erhöht, jedoch ohne Redundanz.
Vorgehensweise:
1. Erstellen eines neuen RAID-Verbundes:
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sd[b-c]
2. Formatierung des RAID-Gerätes:
sudo mkfs.ext4 /dev/md0
3. Einbinden des RAID-Gerätes:
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid0
RAID 1 (Spiegelung)
RAID 1 repliziert die Daten auf zwei Speichermedien. Dies bietet hohe Ausfallsicherheit, jedoch eine geringere Performance im Vergleich zu RAID 0.
Vorgehensweise:
1. Erstellen eines neuen RAID-Verbundes:
sudo mdadm --create /dev/md1 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sd[b-c]
2. Formatierung des RAID-Gerätes:
sudo mkfs.ext4 /dev/md1
3. Einbinden des RAID-Gerätes:
sudo mount /dev/md1 /mnt/raid1
RAID 5 (Parität)
RAID 5 verteilt Daten auf mehrere Speichermedien und nutzt Parität zur Redundanz. RAID 5 ist ein guter Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Ausfallsicherheit.
Vorgehensweise:
1. Erstellen eines neuen RAID-Verbundes:
sudo mdadm --create /dev/md2 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sd[b-c-d]
2. Formatierung des RAID-Gerätes:
sudo mkfs.ext4 /dev/md2
3. Einbinden des RAID-Gerätes:
sudo mount /dev/md2 /mnt/raid5
RAID 6 (Doppelte Parität)
RAID 6 verwendet zwei Paritätsblöcke zur Redundanz, wodurch die Ausfallsicherheit höher ist als bei RAID 5, der Rechenaufwand jedoch auch steigt.
Vorgehensweise:
1. Erstellen eines neuen RAID-Verbundes:
sudo mdadm --create /dev/md3 --level=6 --raid-devices=4 /dev/sd[b-c-d-e]
2. Formatierung des RAID-Gerätes:
sudo mkfs.ext4 /dev/md3
3. Einbinden des RAID-Gerätes:
sudo mount /dev/md3 /mnt/raid6
Konfiguration von mdadm
Nach der Erstellung des RAID-Arrays kann dieses mit mdadm konfiguriert werden.
Hinzufügen oder Entfernen von Speichermedien:
- Speichermedium hinzufügen:
sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sd[e]
- Speichermedium entfernen:
sudo mdadm --remove /dev/md0 /dev/sd[e]
Anpassung des RAID-Levels:
- Umwandlung von RAID 0 zu RAID 1:
sudo mdadm --grow /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sd[c]
- Umwandlung von RAID 1 zu RAID 5:
sudo mdadm --grow /dev/md1 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sd[c-d]
Hot-Spare-Laufwerk hinzufügen:
Ein Hot-Spare-Laufwerk ist ein zusätzliches Speichermedium, das im Falle eines Ausfalls automatisch in den RAID-Verbund integriert wird.
sudo mdadm --add-spare /dev/md0 /dev/sd[f]
Überwachung von mdadm
Der Zustand der RAID-Arrays kann mit mdadm überprüft werden.
Statusübersicht:
sudo mdadm --detail /dev/md0
Fehlerbehebung:
Falls ein Fehler bei einem Speichermedium auftritt, zeigt mdadm dies an. Mit dem folgenden Befehl kann das fehlerhafte Medium identifiziert werden:
sudo mdadm --examine /dev/md0
Zusammenfassung
In diesem Tutorial wurde erläutert, wie man mit mdadm unter Ubuntu 18.04 RAID-Systeme einrichten und verwalten kann. RAID-Verbünde bringen viele Vorteile mit sich, wie z.B. verbesserte Performance, Datenredundanz und höhere Zuverlässigkeit.
Durch den Einsatz von mdadm lassen sich RAID-Arrays einfach erstellen und konfigurieren, um Daten zu schützen und die Systemleistung zu optimieren. Es sollte aber berücksichtigt werden, dass RAID auch Nachteile haben kann, wie z.B. höhere Kosten und eine gewisse Komplexität.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
1. Welche Vorteile hat die Verwendung von RAID?
RAID bietet mehrere Vorteile:
- Höhere Leistung
- Datenredundanz
- Zuverlässigkeit
- Erhöhte Speicherkapazität
2. Welche RAID-Level gibt es?
Es gibt verschiedene RAID-Level, die sich durch ihre jeweiligen Vor- und Nachteile unterscheiden. Die gängigsten Level sind:
- RAID 0 (Striping)
- RAID 1 (Spiegelung)
- RAID 5 (Parität)
- RAID 6 (Doppelte Parität)
3. Wie füge ich ein Speichermedium zu einem RAID-Verbund hinzu?
Ein Laufwerk kann mit dem Befehl mdadm --add hinzugefügt werden.
4. Wie entferne ich ein Speichermedium aus einem RAID-Verbund?
Ein Speichermedium kann mit dem Befehl mdadm --remove entfernt werden.
5. Wie ändere ich den RAID-Level eines Arrays?
Der RAID-Level kann mit dem Befehl mdadm --grow geändert werden.
6. Wie füge ich ein Hot-Spare-Laufwerk zu einem RAID-Verbund hinzu?
Ein Hot-Spare kann mit dem Befehl mdadm --add-spare hinzugefügt werden.
7. Wie überprüfe ich den Status eines RAID-Arrays?
Der Status kann mit dem Befehl mdadm --detail geprüft werden.
8. Wie behebe ich Fehler in einem RAID-Array?
Fehler können mit dem Befehl mdadm --examine identifiziert werden.