RAID: Redundant Array of Indipendent Disks

Versioni Compatibili Tutte le versioni supportate di Debian

Introduzione

Generalità

Raid è un artificio per garantire essenzialmente uno o entrambi dei seguenti vantaggi:

• Ridondanza dei dischi rigidi, ovvero protezione contro eventuali perdite di dati e/o interruzione di servizio causati da guasti di uno o più dischi rigidi.
• Aggregazione dello spazio in partizioni più grandi e aumento della banda dati disponibile, ovvero della velocità di lettura/scrittura dei dati sui dischi rigidi.

Esistono diverse modalità, ovvero livelli, raid; i principali sono:

• RAID 0, richiede un minimo di due dischi e garantisce questi benefici:
  • possibilità di creare un volume logico di capacità pari alla somma delle capacità delle singole partizioni che lo compongono;
  • aumento della velocità complessiva a scapito di una riduzione dell'affidabilità garantita da un disco singolo, infatti è sufficiente che si guasti uno solo dei dischi perché si perdano tutti i dati del corrispondente volume raid. È un classico esempio di sistema serie la cui affidabilità complessiva si calcola come il prodotto delle affidabilità di ciascun disco.
• RAID 1, garantisce ridondanza poiché il sistema continuerà a funzionare fintanto che almeno uno dei dischi è attivo; può garantire un minimo miglioramento per quanto riguarda la lettura dati, ma implica una minima riduzione della velocità in scrittura rispetto al disco singolo. È un classico di sistema parallelo la cui affidabilità complessiva si calcola come uno meno la produttoria di uno meno l'affidabilità del singolo disco. Richiede un minimo di due dischi.
• RAID 5, semplificando garantisce un incremento di ridondanza e parzialmente di velocità, tuttavia qualora uno dei dischi si guasti le prestazioni si riducono drasticamente. Richiede un minimo di tre dischi.
• RAID 10 (non dieci, ma 1+0), garantisce sul piano teorico un incremento di prestazioni pari a quello di un raid 0 e l'affidabilità di un raid 1. Richiede un minimo di quattro dischi.

Nota Le partizioni che andranno a formare un certo volume raid DEVONO avere tutte la stessa dimensione. In un ambiente domestico e/o soho generalmente l'incremento di prestazioni dovute ad un raid 0 e/o 10 risulta apprezzabile solo quando si hanno a che fare con grossi file

Per chi intendess approfondire maggiormente l'argomento può iniziare consultando wikipedia.

RAID Hardware e RAID Software

Esistono due modi per creare e gestire un volume raid: attraverso la mediazione di controller hardware dedicati oppure via software direttamente dal sistema operativo.
La prima soluzione è più costosa e richiede attenzione nello scegliere prodotti che siano effettivamente compatibili con linux, ma comporta un minor consumo di risorse macchina (per esempio un ridotto impegno della CPU).
La seconda non richiede hardware dedicato e quindi non presenta costi aggiuntivi, ma come già detto comporta un maggior consumo di risorse macchina. In debian il programma deputato a creare e gestire i volumi raid si chiama mdadm.

Nota Si badi bene che i controller RAID integrati nelle schede madri non sono di norma veri controller hardware, infatti si appoggiano completamente alla capacità di calcolo della macchina proprio come un raid software (non a caso sono chiamati "fake raid") e quindi non garantiscono vantaggi prestazionali. Data questa premessa è pratica comune ignorare in linux eventuali controller integrati ed implementare tutto via software evitando in tal modo possibili problemi di compatibilità.

mdadm

Installazione

Se durante l'installazione del sistema operativo avete configurato uno o più volumi raid allora mdadm sarà già stato installato, in caso contrario:

# aptitude install mdadm

Utilizzo

Preparazione dischi

La prima cosa da sottolineare è che mdadm richiede che l'utente abbia già provveduto a creare le partizioni da mettere in raid e che ne abbia definito l'ID come "Linux raid autodect".
Supponendo di utilizzare l'utilità fdisk e di usare un disco identificato come /dev/sde digitare da terminale:

# fdisk /dev/sde

Appena premuto 'invio' dovrebbe essere comparso il prompt di fdisk:

Command (m for help)

Premere "p" per stampare a video l'elenco delle partizioni disponibili (posto naturalmente che ce ne siano di già definite).

ATTENZIONE Assicurarsi di aver selezionato il disco giusto ed eventualmente di possedere una copia di backup dei dati in esso contenuti! Alcune operazioni, come cancellare una partizione, comportano la perdita di tutti gli eventuali dati in essa contenuti.

È possibile cancellare le partizioni premendo "d" oppure crearne di nuove premendo "n" (posto naturalmente di avere spazio libero); ogni comando in genere innesca una procedura interattiva che dovrebbe risultare abbastanza intuitiva. Si ricorda nuovamente che tutte le partizioni componenti un certo volume raid devono necessariamente avere la stessa dimensione.
Una volta che per il disco sia stato definito lo schema di partizioni desiderato premere "t" per cambiare ID alle partizioni che andranno a comporre il volume raid; verrà chiesto prima di selezionare la partizione da alterare e poi di digitare il codice esadecimale per l'ID desiderato, nel caso in oggetto "fd" (premendo l si ottiene invece un elenco di tutti i codici esadecimali possibili).
Premere "w" per scrivere le modifiche sul disco oppure "q" per uscire senza apportare alcuna modifica (in tal caso tutte le variazioni andranno evidentemente perse e dovranno essere rieseguite da capo).
Ripetere le precedenti operazioni per tutti gli altri dischi che concorreranno alla formazione dei volumi raid con una o più partizioni.

Creazione dei volumi RAID

Posto di volere creare un volume raid1 di nome md0 comprendente le partizioni sde1 ed sdf1 digitare da terminale:

# mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sde1 /dev/sdf1

Per verificare che il volume sia correttamente inizializzato digitare

# cat /proc/mdstat

Dovrebbe comparire qualcosa di simile a

Personalities: [raid1]
md0 : active raid1 sde1[0] sdf1[1]
      XXXXXXXX blocks super 1.2 [2/2] [UU]
unused devices: <none>

Approfondimenti

Sitografia

• RAID, pagina inglese di wikipedia