mdadm рэйд-массив

[ya]

https://www.dmosk.ru/miniinstruktions.php?mini=mdadm

mdadm — утилита для работы с программными RAID-массивами различных уровней. В данной инструкции рассмотрим примеры ее использования.

Установка утилиты mdadm
Создание RAID
Подготовка носителей
Сборка отказоустойчивого массива
Файл mdadm.conf
Создание файловой системы и монтирование
Получение информации о RAID
Проверка целостности массива
Восстановление RAID
Заменой диска
Пересборка массива
Использование Hot Spare
Добавление диска к массиву
Удаление массива
Установка mdadm

Утилита mdadm может быть установлена одной командой.

Если используем CentOS / Red Hat:

yum install mdadm

Если используем Ubuntu / Debian:

apt-get install mdadm
Сборка RAID

Перед сборкой, стоит подготовить наши носители. Затем можно приступать к созданию рейд-массива.
Подготовка носителей

Сначала необходимо занулить суперблоки на дисках, которые мы будем использовать для построения RAID (если диски ранее использовались, их суперблоки могут содержать служебную информацию о других RAID):

mdadm --zero-superblock --force /dev/sd{b,c}

* в данном примере мы зануляем суперблоки для дисков sdb и sdc.

Если мы получили ответ:

mdadm: Unrecognised md component device - /dev/sdb
mdadm: Unrecognised md component device - /dev/sdc

... то значит, что диски не использовались ранее для RAID. Просто продолжаем настройку.

Далее нужно удалить старые метаданные и подпись на дисках:

wipefs --all --force /dev/sd{b,c}
Создание рейда

Для сборки избыточного массива применяем следующую команду:

mdadm --create --verbose /dev/md0 -l 1 -n 2 /dev/sd{b,c}

* где:

/dev/md0 — устройство RAID, которое появится после сборки;
-l 1 — уровень RAID;
-n 2 — количество дисков, из которых собирается массив;
/dev/sd{b,c} — сборка выполняется из дисков sdb и sdc.

Мы должны увидеть что-то на подобие:

mdadm: Note: this array has metadata at the start and
may not be suitable as a boot device. If you plan to
store '/boot' on this device please ensure that
your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
--metadata=0.90
mdadm: size set to 1046528K

Также система задаст контрольный вопрос, хотим ли мы продолжить и создать RAID — нужно ответить y:

Continue creating array? y

Мы увидим что-то на подобие:

mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

Вводим команду:

lsblk

... и находим информацию о том, что у наших дисков sdb и sdc появился раздел md0, например:

...
sdb 8:16 0 2G 0 disk
??md0 9:0 0 2G 0 raid1
sdc 8:32 0 2G 0 disk
??md0 9:0 0 2G 0 raid1
...

* в примере мы видим собранный raid1 из дисков sdb и sdc.
Создание файла mdadm.conf

В файле mdadm.conf находится информация о RAID-массивах и компонентах, которые в них входят. Для его создания выполняем следующие команды:

mkdir /etc/mdadm

echo "DEVICE partitions" > /etc/mdadm/mdadm.conf

mdadm --detail --scan --verbose | awk '/ARRAY/ {print}' >> /etc/mdadm/mdadm.conf

Пример содержимого:

DEVICE partitions
ARRAY /dev/md0 level=raid1 num-devices=2 metadata=1.2 name=proxy.dmosk.local:0 UUID=411f9848:0fae25f9:85736344:ff18e41d

* в данном примере хранится информация о массиве /dev/md0 — его уровень 1, он собирается из 2-х дисков.
Создание файловой системы и монтирование массива

Создание файловой системы для массива выполняется также, как для раздела:

mkfs.ext4 /dev/md0

* данной командой мы создаем на md0 файловую систему ext4.

Примонтировать раздел можно командой:

mount /dev/md0 /mnt

* в данном случае мы примонтировали наш массив в каталог /mnt.

Чтобы данный раздел также монтировался при загрузке системы, добавляем в fstab следующее:

vi /etc/fstab

/dev/md0 /mnt ext4 defaults 1 2

Для проверки правильности fstab, вводим:

umount /mnt

mount -a

Мы должны увидеть примонтированный раздел md, например:

df -h

/dev/md0 990M 2,6M 921M 1% /mnt
Информация о RAID

Посмотреть состояние всех RAID можно командой:

cat /proc/mdstat

В ответ мы получим что-то на подобие:

md0 : active raid1 sdc[1] sdb[0]
1046528 blocks super 1.2 [2/2] [UU]

* где md0 — имя RAID устройства; raid1 sdc[1] sdb[0] — уровень избыточности и из каких дисков собран; 1046528 blocks — размер массива; [2/2] [UU] — количество юнитов, которые на данный момент используются.
** мы можем увидеть строку md0 : active(auto-read-only) — это означает, что после монтирования массива, он не использовался для записи.

Подробную информацию о конкретном массиве можно посмотреть командой:

mdadm -D /dev/md0

* где /dev/md0 — имя RAID устройства.

Пример ответа:

Version : 1.2
Creation Time : Wed Mar 6 09:41:06 2019
Raid Level : raid1
Array Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
Used Dev Size : 1046528 (1022.00 MiB 1071.64 MB)
Raid Devices : 2
Total Devices : 2
Persistence : Superblock is persistent

Update Time : Wed Mar 6 09:41:26 2019
State : clean
Active Devices : 2
Working Devices : 2
Failed Devices : 0
Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

Name : proxy.dmosk.local:0 (local to host proxy.dmosk.local)
UUID : 304ad447:a04cda4a:90457d04:d9a4e884
Events : 17

Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
1 8 32 1 active sync /dev/sdc

* где:

Version — версия метаданных.
Creation Time — дата в время создания массива.
Raid Level — уровень RAID.
Array Size — объем дискового пространства для RAID.
Used Dev Size — используемый объем для устройств. Для каждого уровня будет индивидуальный расчет: RAID1 — равен половине общего размера дисков, RAID5 — равен размеру, используемому для контроля четности.
Raid Devices — количество используемых устройств для RAID.
Total Devices — количество добавленных в RAID устройств.
Update Time — дата и время последнего изменения массива.
State — текущее состояние. clean — все в порядке.
Active Devices — количество работающих в массиве устройств.
Working Devices — количество добавленных в массив устройств в рабочем состоянии.
Failed Devices — количество сбойных устройств.
Spare Devices — количество запасных устройств.
Consistency Policy — политика согласованности активного массива (при неожиданном сбое). По умолчанию используется resync — полная ресинхронизация после восстановления. Также могут быть bitmap, journal, ppl.
Name — имя компьютера.
UUID — идентификатор для массива.
Events — количество событий обновления.
Chunk Size (для RAID5) — размер блока в килобайтах, который пишется на разные диски.

Подробнее про каждый параметр можно прочитать в мануале для mdadm:

man mdadm

Также, информацию о разделах и дисковом пространстве массива можно посмотреть командой fdisk:

fdisk -l /dev/md0
Проверка целостности

Для проверки целостности вводим:

echo 'check' > /sys/block/md0/md/sync_action

Результат проверки смотрим командой:

cat /sys/block/md0/md/mismatch_cnt

* если команда возвращает 0, то с массивом все в порядке.

Остановка проверки:

echo 'idle' > /sys/block/md0/md/sync_action
Восстановление RAID

Рассмотрим два варианта восстановлении массива.
Замена диска

В случае выхода из строя одного из дисков массива, команда cat /proc/mdstat покажет следующее:

cat /proc/mdstat

Personalities : [raid1]
md0 : active raid1 sdb[0]
1046528 blocks super 1.2 [2/1] [U_]

* о наличии проблемы нам говорит нижнее подчеркивание вместо U — [U_] вместо [UU].

Или:

mdadm -D /dev/md0

...
Update Time : Thu Mar 7 20:20:40 2019
State : clean, degraded
...

* статус degraded говорит о проблемах с RAID.

Для восстановления, сначала удалим сбойный диск, например:

mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdc

Теперь добавим новый:

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

Смотрим состояние массива:

mdadm -D /dev/md0

...
Update Time : Thu Mar 7 20:57:13 2019
State : clean, degraded, recovering
...
Rebuild Status : 40% complete
...

* recovering говорит, что RAID восстанавливается; Rebuild Status — текущее состояние восстановления массива (в данном примере он восстановлен на 40%).

Если синхронизация выполняется слишком медленно, можно увеличить ее скорость. Для изменения скорости синхронизации вводим:

echo '10000' > /proc/sys/dev/raid/speed_limit_min

* по умолчанию скорость speed_limit_min = 1000 Кб, speed_limit_max — 200000 Кб. Для изменения скорости, можно поменять только минимальную.
Пересборка массива

Если нам нужно вернуть ранее разобранный или развалившийся массив из дисков, которые уже входили в состав RAID, вводим:

mdadm --assemble --scan

* данная команда сама найдет необходимую конфигурацию и восстановит RAID.

Также, мы можем указать, из каких дисков пересобрать массив:

mdadm --assemble /dev/md0 /dev/sdb /dev/sdc
Запасной диск (Hot Spare)

Если в массиве будет запасной диск для горячей замены, при выходе из строя одного из основных дисков, его место займет запасной.

Диском Hot Spare станет тот, который просто будет добавлен к массиву:

mdadm /dev/md0 --add /dev/sdd

Информация о массиве изменится, например:

mdadm -D /dev/md0

...
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 16 0 active sync /dev/sdb
2 8 48 1 active sync /dev/sdc

3 8 32 - spare /dev/sdd

Проверить работоспособность резерва можно вручную, симулировав выход из строя одного из дисков:

mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb

И смотрим состояние:

mdadm -D /dev/md0

...
Rebuild Status : 37% complete
...
Number Major Minor RaidDevice State
3 8 32 0 spare rebuilding /dev/sdd
2 8 48 1 active sync /dev/sdc

0 8 16 - faulty /dev/sdb
...

* как видим, начинается ребилд. На замену вышедшему из строя sdb встал hot-spare sdd.
Добавить диск к массиву

В данном примере рассмотрим вариант добавления активного диска к RAID, который будет использоваться для работы, а не в качестве запасного.

Добавляем диск к массиву:

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

Новый диск мы увидим в качестве spare:

4 8 16 - spare /dev/sde

Теперь расширяем RAID:

mdadm -G /dev/md0 --raid-devices=3

* в данном примере подразумевается, что у нас RAID 1 и мы добавили к нему 3-й диск.
Удаление массива

При удалении массива внимателнее смотрите на имена массива и дисков и подставляйте свои значения.

Если нам нужно полностью разобрать RAID, сначала размонтируем и остановим его:

umount /mnt

* где /mnt — каталог монтирования нашего RAID.

mdadm -S /dev/md0

* где /dev/md0 — массив, который мы хотим разобрать.
* если мы получим ошибку mdadm: fail to stop array /dev/md0: Device or resource busy, с помощью команды lsof -f -- /dev/md0 смотрим процессы, которые используют раздел и останавливаем их.

Затем очищаем суперблоки на всех дисках, из которых он был собран:

mdadm --zero-superblock /dev/sdb

mdadm --zero-superblock /dev/sdc

mdadm --zero-superblock /dev/sdd

* где диски /dev/sdb, /dev/sdc, /dev/sdd были частью массива md0.

А также удаляем метаданные и подпись:

wipefs --all --force /dev/sd{b,c,d}

[ya]

Сборка существующего массива

Собрать существующий массив можно с помощью mdadm --assemble:

mdadm --assemble /dev/md0 /dev/nvme0n1 /dev/nvme1n1 /dev/nvme2n1
mdadm --assemble --scan

https://internet-lab.ru/mdadm_useful