Comment créer des tableaux RAID avec mdadm sur Ubuntu 22.04

Introduction

L’utilitaire mdadm peut être utilisé pour créer et gérer des matrices de stockage en utilisant les capacités de RAID logiciel de Linux. Les administrateurs ont une grande flexibilité pour coordonner leurs dispositifs de stockage individuels et créer des dispositifs de stockage logiques qui offrent de meilleures performances ou des caractéristiques de redondance.

Dans ce guide, vous allez effectuer différentes configurations de RAID qui peuvent être mises en place à l’aide d’un serveur Ubuntu 22.04.

Prérequis

Pour suivre les étapes de ce guide, vous aurez besoin de :

• A non-root user with sudo privileges on an Ubuntu 22.04 server. To learn how to set up an account with these privileges, follow our Ubuntu 22.04 initial server setup guide.
• A basic understanding of RAID terminology and concepts. To learn more about RAID and what RAID level is right for you, read our introduction to RAID article.
• Plusieurs dispositifs de stockage bruts disponibles sur votre serveur. Les exemples de ce tutoriel démontrent comment configurer différents types de matrices sur le serveur. Par conséquent, vous aurez besoin de quelques disques pour les configurer.
• En fonction du type de matrice, vous aurez besoin de deux à quatre dispositifs de stockage. Ces disques n’ont pas besoin d’être formatés avant de suivre ce guide.

Réinitialisation des périphériques RAID existants (facultatif)

Vous pouvez ignorer cette section pour le moment si vous n’avez pas encore configuré de groupes. Ce guide présentera plusieurs niveaux de RAID différents. Si vous souhaitez suivre et terminer chaque niveau de RAID pour vos périphériques, vous voudrez probablement réutiliser vos périphériques de stockage après chaque section. Cette section spécifique Réinitialisation des périphériques RAID existants peut être consultée pour réinitialiser vos périphériques de stockage avant de tester un nouveau niveau de RAID.

Commencez par trouver les groupes actifs dans le fichier /proc/mdstat :

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [raid0] [linear] [multipath] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10] 
md0 : active raid0 sdc[1] sdd[0]
      209584128 blocks super 1.2 512k chunks
            
            unused devices: <none>

Ensuite, démontez le groupe du système de fichiers :

sudo umount /dev/md0

Maintenant, arrêtez et supprimez le groupe :

sudo mdadm --stop /dev/md0

Trouvez les périphériques utilisés pour construire le groupe avec la commande suivante :

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,MOUNTPOINT

Output
NAME     SIZE FSTYPE            TYPE MOUNTPOINT
sda      100G linux_raid_member disk 
sdb      100G linux_raid_member disk 
sdc      100G                   disk 
sdd      100G                   disk 
vda       25G                   disk 
├─vda1  24.9G ext4              part /
├─vda14    4M                   part 
└─vda15  106M vfat              part /boot/efi
vdb      466K iso9660           disk 

Après avoir découvert les périphériques utilisés pour créer un groupe, mettez à zéro leur superblock qui contient les métadonnées de la configuration RAID. Mettre à zéro cela supprime les métadonnées RAID et les réinitialise à l’état normal :

sudo mdadm --zero-superblock /dev/sda
sudo mdadm --zero-superblock /dev/sdb

Il est recommandé de supprimer également toutes les références persistantes au tableau. Modifiez le fichier /etc/fstab et commentez ou supprimez la référence à votre tableau. Vous pouvez le commenter en insérant un symbole dièse # au début de la ligne, en utilisant nano ou votre éditeur de texte préféré:

sudo nano /etc/fstab

. . .
# /dev/md0 /mnt/md0 ext4 defaults,nofail,discard 0 0

Commentez également ou supprimez la définition du tableau du fichier /etc/mdadm/mdadm.conf:

sudo nano /etc/mdadm/mdadm.conf

. . .
# ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=mdadmwrite:0 UUID=7261fb9c:976d0d97:30bc63ce:85e76e91

Enfin, mettez à jour à nouveau l’initramfs afin que le processus de démarrage anticipé n’essaie pas de mettre en ligne un tableau indisponible:

sudo update-initramfs -u

À partir de là, vous devriez être prêt à réutiliser les périphériques de stockage individuellement ou en tant que composants d’un autre tableau.

Création d’un tableau RAID 0

Le tableau RAID 0 fonctionne en divisant les données en morceaux et en les répartissant sur les disques disponibles. Cela signifie que chaque disque contient une partie des données et que plusieurs disques seront référencés lors de la récupération des informations.

• Exigences : Un minimum de 2 périphériques de stockage.
• Avantage principal : Performance en termes de lecture/écriture et de capacité.
• Points à garder à l’esprit : Assurez-vous d’avoir des sauvegardes fonctionnelles. Une défaillance d’un seul périphérique détruira toutes les données du tableau.

Identification des dispositifs composants

Pour commencer, trouvez les identifiants des disques bruts que vous utiliserez :

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,MOUNTPOINT

Output
NAME     SIZE FSTYPE   TYPE MOUNTPOINT
sda      100G          disk
sdb      100G          disk
vda       25G          disk 
├─vda1  24.9G ext4     part /
├─vda14    4M          part 
└─vda15  106M vfat     part /boot/efi
vdb      466K iso9660  disk 

Dans cet exemple, vous avez deux disques sans système de fichiers, chacun d’une taille de 100 Go. Ces dispositifs ont été attribués les identifiants /dev/sda et /dev/sdb pour cette session et seront les composants bruts utilisés pour construire le ensemble de disques.

Création du ensemble de disques

Pour créer un ensemble de disques RAID 0 avec ces composants, passez-les en argument de la commande mdadm --create. Vous devrez spécifier le nom du dispositif que vous souhaitez créer, le niveau RAID et le nombre de dispositifs. Dans cet exemple de commande, vous nommerez le dispositif /dev/md0 et inclurez les deux disques qui constitueront le ensemble de disques :

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sda /dev/sdb

Vérifiez que le RAID a été créé avec succès en vérifiant le fichier /proc/mdstat :

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10] 
md0 : active raid0 sdb[1] sda[0]
      209584128 blocks super 1.2 512k chunks
            
            unused devices: <none>

Cette sortie révèle que le dispositif /dev/md0 a été créé avec une configuration RAID 0 en utilisant les dispositifs /dev/sda et /dev/sdb.

Création et montage du système de fichiers

Ensuite, créez un système de fichiers sur le tableau:

sudo mkfs.ext4 -F /dev/md0

Ensuite, créez un point de montage pour attacher le nouveau système de fichiers:

sudo mkdir -p /mnt/md0

Vous pouvez monter le système de fichiers avec la commande suivante:

sudo mount /dev/md0 /mnt/md0

Ensuite, vérifiez si le nouvel espace est disponible:

df -h -x devtmpfs -x tmpfs

Output
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        25G  1.4G   23G   6% /
/dev/vda15      105M  3.4M  102M   4% /boot/efi
/dev/md0        196G   61M  186G   1% /mnt/md0

Le nouveau système de fichiers est maintenant monté et accessible.

Sauvegarde de la configuration du tableau

Pour vous assurer que le tableau est réassemblé automatiquement au démarrage, vous devrez ajuster le fichier /etc/mdadm/mdadm.conf. Vous pouvez analyser automatiquement le tableau actif et ajouter les informations au fichier avec la commande suivante:

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

Ensuite, vous pouvez mettre à jour le initramfs, ou système de fichiers RAM initial, afin que le tableau soit disponible lors du processus de démarrage précoce:

sudo update-initramfs -u

Ajoutez les nouvelles options de montage du système de fichiers au fichier /etc/fstab pour un montage automatique au démarrage:

echo '/dev/md0 /mnt/md0 ext4 defaults,nofail,discard 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

Votre tableau RAID 0 sera désormais assemblé et monté automatiquement à chaque démarrage.

Vous avez maintenant terminé la configuration de votre ensemble RAID. Si vous souhaitez essayer un autre RAID, suivez les instructions de réinitialisation au début de ce tutoriel pour créer un nouveau type de tableau RAID.

Création d’un tableau RAID 1

Le type de tableau RAID 1 est mis en œuvre en dupliquant les données sur tous les disques disponibles. Chaque disque dans un tableau RAID 1 obtient une copie complète des données, offrant une redondance en cas de défaillance d’un périphérique.

• Exigences: Un minimum de 2 dispositifs de stockage.
• Avantage principal: Redondance entre deux dispositifs de stockage.
• Points à prendre en compte: Étant donné que deux copies des données sont maintenues, seule la moitié de l’espace disque sera utilisable.

Identification des dispositifs composants

Pour commencer, trouvez les identifiants des disques bruts que vous utiliserez:

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,MOUNTPOINT

Output
NAME     SIZE FSTYPE   TYPE MOUNTPOINT
sda      100G          disk 
sdb      100G          disk 
vda       25G          disk 
├─vda1  24.9G ext4     part /
├─vda14    4M          part 
└─vda15  106M vfat     part /boot/efi
vdb      466K iso9660  disk 

Dans cet exemple, vous disposez de deux disques sans système de fichiers, chacun d’une taille de 100 Go. Ces dispositifs ont été identifiés comme /dev/sda et /dev/sdb pour cette session et seront les composants bruts que vous utiliserez pour construire le tableau.

Création du tableau

Pour créer un ensemble RAID 1 avec ces composants, transmettez-les à la commande mdadm --create. Vous devrez spécifier le nom du périphérique que vous souhaitez créer, le niveau RAID et le nombre de périphériques. Dans cet exemple de commande, vous nommerez le périphérique /dev/md0 et inclurez les disques qui constitueront l’ensemble :

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda /dev/sdb

Si les périphériques que vous utilisez ne sont pas des partitions avec le drapeau boot activé, vous recevrez probablement l’avertissement suivant. Il est sûr de répondre par y et de continuer :

Output
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 104792064K
Continue creating array? y

L’outil mdadm commencera à dupliquer les disques. Cela peut prendre un certain temps pour se terminer, mais l’ensemble peut être utilisé pendant ce temps. Vous pouvez surveiller la progression de la duplication en vérifiant le fichier /proc/mdstat :

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10] 
md0 : active raid1 sdb[1] sda[0]
      104792064 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
      [====>................]  resync = 20.2% (21233216/104792064) finish=6.9min speed=199507K/sec
      
unused devices: <none>

Dans la première ligne mise en évidence, le périphérique /dev/md0 a été créé en configuration RAID 1 en utilisant les périphériques /dev/sda et /dev/sdb. La deuxième ligne mise en évidence indique la progression de la duplication. Vous pouvez passer à l’étape suivante pendant que ce processus se termine.

Création et montage du système de fichiers

Ensuite, créez un système de fichiers sur l’ensemble :

sudo mkfs.ext4 -F /dev/md0

Ensuite, créez un point de montage pour attacher le nouveau système de fichiers :

sudo mkdir -p /mnt/md0

Vous pouvez monter le système de fichiers en exécutant la commande suivante :

sudo mount /dev/md0 /mnt/md0

Vérifiez si le nouvel espace est disponible :

df -h -x devtmpfs -x tmpfs

Output
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        25G  1.4G   23G   6% /
/dev/vda15      105M  3.4M  102M   4% /boot/efi
/dev/md0         99G   60M   94G   1% /mnt/md0

Le nouveau système de fichiers est monté et accessible.

Sauvegarde de la configuration du tableau

Pour vous assurer que le tableau est automatiquement réassemblé au démarrage, vous devez ajuster le fichier /etc/mdadm/mdadm.conf. Vous pouvez analyser automatiquement le tableau actif et ajouter les informations suivantes au fichier:

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

Ensuite, vous pouvez mettre à jour l’initramfs (système de fichiers RAM initial) afin que le tableau soit disponible lors du processus de démarrage précoce:

sudo update-initramfs -u

Ajoutez les nouvelles options de montage du système de fichiers au fichier /etc/fstab pour un montage automatique au démarrage:

echo '/dev/md0 /mnt/md0 ext4 defaults,nofail,discard 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

Votre tableau RAID 1 sera maintenant automatiquement assemblé et monté à chaque démarrage.

Vous avez maintenant terminé la configuration de votre ensemble RAID. Si vous souhaitez essayer un autre RAID, suivez les instructions de réinitialisation au début de ce tutoriel pour créer un nouveau type de tableau RAID.

Création d’un tableau RAID 5

Le type de tableau RAID 5 est mis en œuvre en répartissant les données sur les périphériques disponibles. Un composant de chaque bande est un bloc de parité calculé. Si un périphérique échoue, le bloc de parité et les blocs restants peuvent être utilisés pour calculer les données manquantes. Le périphérique qui reçoit le bloc de parité est tourné de sorte que chaque périphérique ait une quantité équilibrée d’informations de parité.

• Exigences : Un minimum de 3 périphériques de stockage.
• Avantage principal : Redondance avec une capacité utilisable accrue.
• Points à garder à l’esprit : Bien que les informations de parité soient réparties, une capacité équivalente à celle d’un disque sera utilisée pour la parité. Le RAID 5 peut souffrir de très mauvaises performances lorsqu’il est en état dégradé.

Identification des périphériques composants

Pour commencer, trouvez les identifiants des disques bruts que vous utiliserez :

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,MOUNTPOINT

Output
NAME     SIZE FSTYPE   TYPE MOUNTPOINT
sda      100G          disk 
sdb      100G          disk 
sdc      100G          disk 
vda       25G          disk 
├─vda1  24.9G ext4     part /
├─vda14    4M          part 
└─vda15  106M vfat     part /boot/efi
vdb      466K iso9660  disk 

Vous disposez de trois disques sans système de fichiers, chacun d’une taille de 100 Go. Ces périphériques ont reçu les identifiants /dev/sda, /dev/sdb et /dev/sdc pour cette session et seront les composants bruts que vous utiliserez pour créer le tableau.

Création du tableau

Pour créer un ensemble RAID 5 avec ces composants, passez-les en paramètre de la commande mdadm --create. Vous devrez spécifier le nom du périphérique que vous souhaitez créer, le niveau RAID et le nombre de périphériques. Dans cet exemple de commande, vous nommerez le périphérique /dev/md0 et inclurez les disques qui constitueront l’ensemble :

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

L’outil mdadm commencera à configurer l’ensemble. Il utilise le processus de récupération pour construire l’ensemble pour des raisons de performance. Cela peut prendre un certain temps, mais l’ensemble peut être utilisé pendant cette période. Vous pouvez surveiller l’avancement de la mise en miroir en vérifiant le fichier /proc/mdstat :

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10] 
md0 : active raid5 sdc[3] sdb[1] sda[0]
      209582080 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/2] [UU_]
      [>....................]  recovery =  0.9% (957244/104791040) finish=18.0min speed=95724K/sec
      
unused devices: <none>

Dans la première ligne mise en évidence, le périphérique /dev/md0 a été créé avec la configuration RAID 5 en utilisant les périphériques /dev/sda, /dev/sdb et /dev/sdc. La deuxième ligne mise en évidence montre l’avancement de la construction.

Vous pouvez continuer le guide pendant que ce processus se termine.

Création et montage du système de fichiers

Ensuite, créez un système de fichiers sur le tableau:

sudo mkfs.ext4 -F /dev/md0

Créez un point de montage pour attacher le nouveau système de fichiers:

sudo mkdir -p /mnt/md0

Vous pouvez monter le système de fichiers avec la commande suivante:

sudo mount /dev/md0 /mnt/md0

Vérifiez si le nouvel espace est disponible:

df -h -x devtmpfs -x tmpfs

Output
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        25G  1.4G   23G   6% /
/dev/vda15      105M  3.4M  102M   4% /boot/efi
/dev/md0        197G   60M  187G   1% /mnt/md0

Le nouveau système de fichiers est monté et accessible.

Sauvegarde de la configuration du tableau

Pour vous assurer que le tableau est automatiquement reconstitué au démarrage, vous devez ajuster le fichier /etc/mdadm/mdadm.conf.

Vous pouvez surveiller l’avancement de la synchronisation en vérifiant le fichier /proc/mdstat:

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [raid1] [linear] [multipath] [raid0] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10] 
md0 : active raid5 sdc[3] sdb[1] sda[0]
      209584128 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
      
unused devices: <none>

Cette sortie indique que la reconstruction est terminée. Maintenant, vous pouvez analyser automatiquement le tableau actif et ajouter le fichier:

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

Ensuite, vous pouvez mettre à jour le initramfs, ou système de fichiers RAM initial, afin que le tableau soit disponible pendant la phase de démarrage précoce.

sudo update-initramfs -u

Ajoutez les nouvelles options de montage du système de fichiers au fichier /etc/fstab pour un montage automatique au démarrage :

echo '/dev/md0 /mnt/md0 ext4 defaults,nofail,discard 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

Votre ensemble RAID 5 sera maintenant assemblé et monté automatiquement à chaque démarrage.

Vous avez terminé la configuration de votre ensemble RAID. Si vous souhaitez essayer un autre RAID, suivez les instructions de réinitialisation du début de ce tutoriel pour créer un nouveau type d’ensemble RAID.

Création d’un ensemble RAID 6

Le type d’ensemble RAID 6 est implémenté en répartissant les données sur les périphériques disponibles. Deux composants de chaque bande sont utilisés pour calculer les blocs de parité. Si un ou deux périphériques échouent, les blocs de parité et les blocs restants peuvent être utilisés pour calculer les données manquantes. Les périphériques qui reçoivent les blocs de parité sont tournés de manière à ce que chaque périphérique contienne une quantité équilibrée d’informations de parité. Cela est similaire à un ensemble RAID 5, mais permet la défaillance de deux disques.

• Exigences : Un minimum de 4 périphériques de stockage.
• Avantage principal : Double redondance avec une capacité utilisable accrue.
• Points à prendre en compte : Bien que les informations de parité soient réparties, deux disques de capacité seront utilisés pour la parité. Le RAID 6 peut souffrir de très mauvaises performances en cas d’état dégradé.

Identification des appareils composants

Pour commencer, trouvez les identificateurs des disques bruts que vous allez utiliser :

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,MOUNTPOINT

Output
NAME     SIZE FSTYPE   TYPE MOUNTPOINT
sda      100G          disk 
sdb      100G          disk 
sdc      100G          disk 
sdd      100G          disk 
vda       25G          disk 
├─vda1  24.9G ext4     part /
├─vda14    4M          part 
└─vda15  106M vfat     part /boot/efi
vdb      466K iso9660  disk 

Dans cet exemple, vous avez quatre disques sans système de fichiers, chacun d’une taille de 100 Go. Ces appareils ont été attribués les identificateurs /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc et /dev/sdd pour cette session et seront les composants bruts utilisés pour construire le ensemble.

Création de l’ensemble

Pour créer un ensemble RAID 6 avec ces composants, passez-les à la commande mdadm --create. Vous devez spécifier le nom de l’appareil que vous souhaitez créer, le niveau RAID et le nombre de dispositifs. Dans l’exemple de commande suivant, vous nommerez l’appareil /dev/md0 et inclurez les disques qui formeront l’ensemble :

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=6 --raid-devices=4 /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

L’outil mdadm commencera à configurer l’ensemble. Il utilise le processus de récupération pour construire l’ensemble pour des raisons de performance. Cela peut prendre un certain temps, mais l’ensemble peut être utilisé pendant cette période. Vous pouvez suivre l’avancement de la mise en miroir en vérifiant le fichier /proc/mdstat :

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10]
md0 : active raid6 sdd[3] sdc[2] sdb[1] sda[0]
      209584128 blocks super 1.2 level 6, 512k chunk, algorithm 2 [4/4] [UUUU]
      [>....................]  resync =  0.6% (668572/104792064) finish=10.3min speed=167143K/sec
      
unused devices: <none>

Dans la première ligne surlignée, le périphérique /dev/md0 a été créé en configuration RAID 6 en utilisant les périphériques /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc et /dev/sdd. La deuxième ligne surlignée montre l’avancement de la construction. Vous pouvez continuer le guide pendant que ce processus se termine.

Création et montage du système de fichiers

Ensuite, créez un système de fichiers sur le tableau:

sudo mkfs.ext4 -F /dev/md0

Créez un point de montage pour attacher le nouveau système de fichiers:

sudo mkdir -p /mnt/md0

Vous pouvez monter le système de fichiers avec la commande suivante:

sudo mount /dev/md0 /mnt/md0

Vérifiez si l’espace est disponible:

df -h -x devtmpfs -x tmpfs

Output
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        25G  1.4G   23G   6% /
/dev/vda15      105M  3.4M  102M   4% /boot/efi
/dev/md0        197G   60M  187G   1% /mnt/md0

Le nouveau système de fichiers est monté et accessible.

Sauvegarde de la configuration du tableau

Pour vous assurer que le tableau est réassemblé automatiquement au démarrage, vous devrez ajuster le fichier /etc/mdadm/mdadm.conf. Vous pouvez numériser automatiquement le tableau actif et ajouter le fichier en tapant:

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

Ensuite, vous pouvez mettre à jour le initramfs, ou système de fichiers RAM initial, afin que le tableau soit disponible pendant le processus de démarrage précoce:

sudo update-initramfs -u

Ajoutez les nouvelles options de montage du système de fichiers au fichier /etc/fstab pour un montage automatique au démarrage :

echo '/dev/md0 /mnt/md0 ext4 defaults,nofail,discard 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

Votre ensemble RAID 6 sera désormais assemblé et monté automatiquement à chaque démarrage.

Vous avez maintenant terminé la configuration de votre ensemble RAID. Si vous souhaitez essayer un autre type de RAID, suivez les instructions de réinitialisation au début de ce tutoriel pour créer un nouvel ensemble RAID.

Création d’un ensemble RAID 10 complexe

Le type d’ensemble RAID 10 est traditionnellement implémenté en créant un ensemble RAID 0 à bandes composé d’ensembles RAID 1. Ce type d’ensemble imbriqué offre à la fois une redondance et des performances élevées, au détriment de grandes quantités d’espace disque. L’utilitaire mdadm dispose de son propre type de RAID 10 qui offre les mêmes avantages avec une flexibilité accrue. Il n’est pas créé en imbriquant des ensembles, mais possède de nombreuses caractéristiques et garanties similaires. Vous utiliserez ici le RAID 10 de mdadm.

• Exigences : Un minimum de 3 périphériques de stockage.
• Avantage principal : Performances et redondance.
• Points à prendre en compte : La réduction de capacité de l’ensemble est définie par le nombre de copies de données que vous choisissez de conserver. Le nombre de copies stockées avec le RAID 10 de style mdadm est configurable.

Par défaut, deux copies de chaque bloc de données sont stockées dans ce que l’on appelle la disposition « proche » (near). Les différentes dispositions possibles qui dictent la façon dont chaque bloc de données est stocké sont les suivantes :

• proche : L’agencement par défaut. Les copies de chaque bloc sont écrites consécutivement lors du striping, ce qui signifie que les copies des blocs de données seront écrites autour de la même partie de plusieurs disques.
• éloigné : Les premières et les copies suivantes sont écrites sur des parties différentes des dispositifs de stockage dans l’ensemble. Par exemple, la première partie pourrait être écrite près du début d’un disque, tandis que la deuxième partie serait écrite à mi-chemin sur un autre disque. Cela peut donner des gains de performance en lecture pour les disques durs classiques au détriment des performances d’écriture.
• décalé : Chaque bande est copiée et décalée d’un disque. Cela signifie que les copies sont décalées les unes par rapport aux autres, mais restent proches l’une de l’autre sur le disque. Cela permet de réduire au minimum les déplacements excessifs lors de certaines charges de travail.

Vous pouvez en savoir plus sur ces dispositions en consultant la section RAID10 de cette page du manuel:

man 4 md

Vous pouvez également trouver cette page du manuel en ligne.

Identification des dispositifs composants

Pour commencer, trouvez les identifiants des disques bruts que vous allez utiliser:

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,MOUNTPOINT

Output
NAME     SIZE FSTYPE   TYPE MOUNTPOINT
sda      100G          disk 
sdb      100G          disk 
sdc      100G          disk 
sdd      100G          disk 
vda       25G          disk 
├─vda1  24.9G ext4     part /
├─vda14    4M          part 
└─vda15  106M vfat     part /boot/efi
vdb      466K iso9660  disk 

Dans cet exemple, vous disposez de quatre disques sans système de fichiers, chacun d’une taille de 100 Go. Ces périphériques ont été identifiés pour cette session en tant que /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc et /dev/sdd et seront les composants bruts utilisés pour construire le tableau.

Création du tableau

Pour créer un tableau RAID 10 avec ces composants, passez-les en argument de la commande mdadm --create. Vous devez spécifier le nom du périphérique que vous souhaitez créer, le niveau RAID et le nombre de périphériques. Dans l’exemple de commande suivant, vous allez nommer le périphérique /dev/md0 et inclure les disques qui constitueront le tableau :

Vous pouvez configurer deux copies en utilisant la disposition « near » en ne spécifiant pas de disposition et de nombre de copies:

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

Si vous souhaitez utiliser une disposition différente ou modifier le nombre de copies, vous devrez utiliser l’option --layout=, qui prend une disposition et un identifiant de copie. Les dispositions possibles sont n pour « near », f pour « far » et o pour « offset ». Le nombre de copies à stocker est ajouté par la suite.

Par exemple, pour créer un tableau comprenant trois copies avec la disposition « offset », la commande inclurait ce qui suit :

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --layout=o3 --raid-devices=4 /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

L’outil mdadm commencera à configurer l’ensemble. Il utilise le processus de récupération pour construire l’ensemble pour des raisons de performances. Cela peut prendre du temps pour se terminer, mais l’ensemble peut être utilisé pendant ce temps. Vous pouvez suivre l’avancement de la mise en miroir en vérifiant le fichier /proc/mdstat :

cat /proc/mdstat

Output
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4] [linear] [multipath] [raid0] [raid1] [raid10] 
md0 : active raid10 sdd[3] sdc[2] sdb[1] sda[0]
      209584128 blocks super 1.2 512K chunks 2 near-copies [4/4] [UUUU]
      [===>.................]  resync = 18.1% (37959424/209584128) finish=13.8min speed=206120K/sec
      
unused devices: <none>

Dans la première ligne mise en évidence, le périphérique /dev/md0 a été créé dans la configuration RAID 10 en utilisant les périphériques /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc et /dev/sdd. La deuxième zone mise en évidence montre la disposition qui a été utilisée pour cet exemple (deux copies dans la configuration proche). La troisième zone mise en évidence montre l’avancement de la construction. Vous pouvez continuer le guide pendant que ce processus se termine.

Création et montage du système de fichiers

Ensuite, créez un système de fichiers sur l’ensemble :

sudo mkfs.ext4 -F /dev/md0

Créez un point de montage pour attacher le nouveau système de fichiers :

sudo mkdir -p /mnt/md0

Vous pouvez monter le système de fichiers avec la commande suivante :

sudo mount /dev/md0 /mnt/md0

Vérifiez si le nouvel espace est disponible :

df -h -x devtmpfs -x tmpfs

Output
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1        25G  1.4G   23G   6% /
/dev/vda15      105M  3.4M  102M   4% /boot/efi
/dev/md0        197G   60M  187G   1% /mnt/md0

Le nouveau système de fichiers est monté et accessible.

Sauvegarde de la configuration de l’ensemble

Pour vous assurer que le tableau est automatiquement reconstitué au démarrage, vous devrez ajuster le fichier /etc/mdadm/mdadm.conf. Vous pouvez analyser automatiquement le tableau actif et ajouter les résultats au fichier en exécutant la commande suivante :

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

Ensuite, vous pouvez mettre à jour le initramfs, ou système de fichiers RAM initial, afin que le tableau soit disponible pendant la phase de démarrage précoce :

sudo update-initramfs -u

Ajoutez les nouvelles options de montage du système de fichiers au fichier /etc/fstab pour un montage automatique au démarrage :

echo '/dev/md0 /mnt/md0 ext4 defaults,nofail,discard 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

Votre tableau RAID 10 sera maintenant automatiquement assemblé et monté à chaque démarrage.

Conclusion

Dans ce guide, vous avez appris comment créer différents types de tableaux en utilisant l’utilitaire de RAID logiciel mdadm de Linux. Les tableaux RAID offrent une redondance et des améliorations de performances intéressantes par rapport à l’utilisation de plusieurs disques individuellement.

Une fois que vous avez déterminé le type de tableau nécessaire pour votre environnement et créé le périphérique, vous pouvez apprendre à gérer quotidiennement le tableau avec mdadm. Notre guide sur comment gérer les tableaux RAID avec mdadm sur Ubuntu peut vous aider à démarrer.