Software-RAID HOWTO
Linas Vepstas, linas@linas.org
v0.54 21 Novembre 1998
RAID sta per "Redundant Array of Inexpensive Disks", un modo per
creare un sottosistema di dischi veloce e affidabile da una serie di
dischi singoli. RAID può proteggere da un malfunzionamento del disco
e può anche migliorare la situazione di un solo disco in caso di un
malfunzionamento. Questo documento è un tutorial/HOWTO/FAQ per gli
utenti delle estensioni MD del kernel di Linux, dei tools ad esse
associati, e del loro uso. Le estensioni MD implementano RAID-0
(striping), RAID-1 (mirroring), RAID-4 e RAID-5 tramite software.
Così, con le MD, non sono richiesti hardware o controller speciali per
ottenere molti dei benefici della tecnologia RAID. Documentazione
tradotta da Marco Meloni - eventuali suggerimenti o correzioni della
traduzione italiana e contributi in italiano per l'autore possono
essere inviati al traduttore: ( tonno@stud.unipg.it )
Preambolo
(la licenza viene riportata anche in inglese. ndt)
Questo documento è copyright di Linas Vepstas (linas@linas.org)
e viene distribuito nei termini della licenza GPL. Il permesso
di usare, copiare, distribuire questo documento per qualsiasi
utilizzo è concesso a patto che il nome dell'autore e
dell'editore e questo preambolo appaiano in ogni copia e/o
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sia resa liberamente disponibile. Questo documento è
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author / editor / maintainer assumes NO RESPONSIBILITY for any
errors, or for any damages, direct or consequential, as a result
of the use of the information documented herein.
RAID, anche se concepito per aumentare l'affidabilità del
sistema tramite la ridondanza, può anche portare ad un falso
senso di sicurezza e confidenza quando usato impropriamente.
Questa falsa confidenza può portare a disastri ancora maggiori.
Si noti in particolare che RAID è progettato per proteggere in
caso di un funzionamento anomalo *del disco*, non in caso di un
calo di tensione o di un errore dell'operatore. Cali di
tensione, kernel di sviluppo contenenti errori o
operatori/amministratori di sistema possono portare ad un
danneggiamento non recuperabile dei dati! RAID *non*
sostituisce il normale backup del sistema. Quindi sappiate cosa
state facendo, fate sempre delle prove, state sul chi vive!
1. Introduzione
1. D: Cosa è RAID?
R: RAID sta per "Redundant Array of Inexpensive Disks", un
modo per creare un sottosistema di dischi veloce e affid
abile da una serie di dischi singoli. Nel mondo dei PC "I"
è diventata iniziale di "Indipendent", mentre il mercato
continua a differenziare IDE e SCSI. Nel suo significato
originale "I" significava "Inexpensive" (a basso costo. ndt)
se comparato ad un mainframe 3380 DASD grande quanto un
refrigeratore, dei drive mostruosi che facevano sembrare
economiche le belle case e robetta gli anelli di diamante.
2. D: Cos'è questo documento?
R: Questo documento è un tutorial/HOWTO/FAQ per gli utenti
delle estensioni MD del kernel di Linux, dei tools ad esse
associati e sul loro uso. Le estensioni MD implementano
RAID-0 (striping), RAID-1 (mirroring), RAID-4 e RAID-5
tramite software. Con le MD, non sono così richiesti hard
ware o controller speciali per ottenere molti dei benefici
della tecnologia RAID.
Questo documento NON È un'introduzione alla tecnologia RAID;
questa dovrete cercarla da qualche altra parte.
3. D: Quali livelli di RAID implementa il kernel di Linux?
R: Striping (RAID-0) e la concatenazione lineare sono parte
dei kernel della serie 2.x. La qualità di questo codice è
buona (production quality); è ben compreso e ben aggiornato.
È usato in diversi grandi USENET news server.
RAID-1, RAID-4 e RAID-5 sono parte del kernel dalla versione
2.1.63 in poi. Per i kernel delle serie 2.0.x e 2.1.x , vi
sono patch che forniscono questa funzione. Non sentitevi
obbligati ad aggiornare il kernel alla versione 2.1.63;
l'aggiornamento del kernel è difficile; è *molto* più facile
applicare una patch ad un kernel precedente. La maggioranza
degli utenti di RAID utilizza kernel 2.0.x, ed è su queste
versioni che si è focalizzato lo sviluppo storico della
tecnologia RAID. Al momento queste implementazioni sono da
considerarsi in stadio di codice "quasi di buona qualità";
non ci sono bug noti ma ci sono dei lati poco sofisticati e
dei setup di sistema non testati. Sono comunque molti gli
utenti che usano il Software RAID in un ambiente di lavoro.
La funzionalità RAID-1 "hot reconstruction" è stata
recentemente introdotta (Agosto 1997) e deve essere
considerata in stadio di alfa testing. La funzionalità
RAID-5 "hot reconstruction" sarà in alfa test prima o poi.
Una parola va spesa sulla prudenza da usare con i kernel di
sviluppo della serie 2.1.x: questi sono meno stabili per
molteplici ragioni. I nuovi controller di dischi (ad es.
Ultra Promise) sono supportati solo nei kernel 2.1.x.
Tuttavia i kernel della serie 2.1.x hanno subito molti
cambiamenti del driver per i dispositivi a blocchi, nel
codice DMA e interrupt, in quello per le interfacce PCI,
IDE, SCSI e nel driver dei controller di dischi. La
combinazione di questi fattori, abbinata ad hard disk a
basso prezzo e/o a cavi di scarsa qualità può portare a
discreti disastri. Il tool ckraid, come fsck e mount mette
sotto stress il sistema RAID. Tutto questo può portare
all'impossibilità di fare il boot del sistema, una
situazione dove anche la combinazione magica alt-SysReq non
ci salverà. Siate prudenti con i kernel 2.1.x e aspettatemi
problemi. Oppure utilizzate ancora il kernel 2.0.34.
4. D: Utilizzo un vecchio kernel. Dove posso trovare le patch?
R: La funzionalità RAID-0 Software e quella "linear mode"
fanno parte di tutti i nuovi kernel di Linux. Le patch per
le funzionalità Software RAID-1,4,5 sono disponibili su
<http://luthien.nuclecu.unam.mx/~miguel/raid>. e sul quasi
mirror <ftp://linux.kernel.org/pub/linux/daemons/raid/> per
patch, tool e varie..
5. D: Dove posso trovare del materiale sulla tecnologia RAID per
Linux?
R:
· Panoramica generale su RAID:
<http://www.dpt.com/uraiddoc.html>.
· Opzioni di RAID per Linux:
<http://linas.org/linux/raid.html>.
· Ultima versione di questo documento:
<http://linas.org/linux/Software-RAID/Software-
RAID.html>.
· Archivio della mailing-list Linux-RAID:
<http://www.linuxhq.com/lnxlists/>.
· Linux Software RAID Home Page:
<http://luthien.nuclecu.unam.mx/~miguel/raid>.
· Linux Software RAID tools:
<ftp://linux.kernel.org/pub/linux/daemons/raid/>.
· Come configurare linear/stripped Software RAID:
<http://www.ssc.com/lg/issue17/raid.html>.
· Bootable RAID mini-HOWTO:
<ftp://ftp.bizsystems.com/pub/raid/bootable-raid>.
· Root RAID HOWTO: <ftp://ftp.bizsystems.com/pub/raid/Root-
RAID-HOWTO>.
· Linux RAID-Geschichten:
<http://www.infodrom.north.de/~joey/Linux/raid/>.
6. D: Chi posso accusare di aver scritto questo documento?
R: Questo documento è stato messo insieme da Linas Vepstas.
Comunque molte informazioni e anche qualche parola sono
state fornite da:
· Bradley Ward Allen <ulmo@Q.Net>
· Luca Berra <bluca@comedia.it>
· Brian Candler <B.Candler@pobox.com>
· Bohumil Chalupa <bochal@apollo.karlov.mff.cuni.cz>
· Rob Hagopian <hagopiar@vu.union.edu>
· Anton Hristozov <anton@intransco.com>
· Miguel de Icaza <miguel@luthien.nuclecu.unam.mx>
· Marco Meloni <tonno@stud.unipg.it>
· Ingo Molnar <mingo@pc7537.hil.siemens.at>
· Alvin Oga <alvin@planet.fef.com>
· Gadi Oxman <gadio@netvision.net.il>
· Vaughan Pratt <pratt@cs.Stanford.EDU>
· Steven A. Reisman <sar@pressenter.com>
· Michael Robinton <michael@bzs.org>
· Martin Schulze <joey@finlandia.infodrom.north.de>
· Geoff Thompson <geofft@cs.waikato.ac.nz>
· Edward Welbon <welbon@bga.com>
· Rod Wilkens <rwilkens@border.net>
· Johan Wiltink <j.m.wiltink@pi.net>
· Leonard N. Zubkoff <lnz@dandelion.com>
· Marc ZYNGIER <zyngier@ufr-info-p7.ibp.fr>
Copyright
· Copyright (C) 1994-96 Marc ZYNGIER
· Copyright (C) 1997 Gadi Oxman, Ingo Molnar, Miguel de
Icaza
· Copyright (C) 1997, 1998 Linas Vepstas
· Secondo le leggi sul copyright, i copyright sulle
rimanenti parti sono implicitamente di coloro che hanno
contribuito a questo documento e che sono stati
precedentemente menzionati.
Grazie a tutti di essere qui!
2. Considerazioni su RAID
1. D: Cosa è RAID? Perché mai dovrei usarlo?
R: RAID è una maniera per combinare diversi disk drive in
una singola unità, in modo da aumentare le prestazioni e/o
l'affidabilità. Vi sono diversi tipi e implementazioni di
RAID, ognuna con i suoi vantaggi e svantaggi. Per esempio,
mettendo una copia degli stessi dati su due dischi (cosa
chiamata disk mirroring, o RAID livello 1), le prestazioni
in lettura possono essere migliorate leggendo alternativa
mente da ogni disco nel sistema di mirror. In media ogni
disco è meno occupato poiché effettua solo 1/2 (nel caso di
2 dischi) o 1/3 (nel caso di tre dischi e così via) delle
letture richieste. In più un sistema di mirror può aumentare
l'affidabilità: se un disco si rompe, gli altri dischi con
tengono una copia dei dati. Differenti maniere di combinare
più dischi in uno, dette livelli RAID, possono fornire una
superiore capacità di immagazzinamento dei dati del semplice
mirroring, o possono alterare i tempi di attesa (tempi di
accesso), o il throughput (transfer rate), nella lettura o
scrittura, offrendo comunque la ridondanza che risulta utile
in caso di malfunzionamenti.
Anche se RAID può proteggere da eventuali malfunzionamenti
del disco, non protegge da errori dell'operatore e dell'
amministratore (errori umani), o da errori dovuti a bug di
programmazione (forse dovuti anche ad errori nello stesso
software RAID). La rete abbonda di storie tragiche di
amministratori di sistema che hanno installato RAID e hanno
perso tutti i loro dati. RAID non sostituisce un backup
frequente e regolarmente programmato.
RAID può essere implementato via hardware, attraverso
speciali controller di dischi, o via software, come un
modulo del kernel che si interpone tra i driver di basso
livello dei dischi e il file system. L'hardware RAID
consiste comunque di un "controller di dischi", una
periferica alla quale si possono collegare i disk drive.
Usualmente si presenta come una scheda che si può connettere
su uno slot ISA/EISA/PCI/S-Bus/MicroChannel. Tuttavia
qualche controller RAID è fatto per connettersi a metà del
cavo che collega il normale controller ai dischi. Quelli
piccoli possono entrare nell'alloggiamento di un drive;
quelli grandi possono essere installati in un loro cabinet
con i loro alloggiamenti per dischi e una loro
alimentazione. Il più recente hardware RAID usato con le
ultime e più veloci CPU fornirà probabilmente la migliore
performance, ad un prezzo comunque abbastanza alto. Questo
perché molti controller RAID contengono un DSP e della
memoria cache che permette di togliere una fetta
considerevole di carico alla CPU, e permettono un alto
transfer rate grazie alla ampia memoria cache del
controller. Il vecchio hardware RAID può agire come "freno"
del sistema se usato con le nuove CPU: i vecchi DSP e
memorie cache fanno da collo di bottiglia e la performance
globale è spesso superata da quella del semplice RAID
software e dai nuovi, normalissimi, controller. Il RAID
implementato via hardware può essere vantaggioso rispetto a
quello via software se può far uso della sincronizzazione
dei dischi e può sapere la posizione della testina del disco
rispetto al blocco del disco desiderato. È vero però che
molti dischi moderni (a basso costo) non offrono questi
livelli di informazione e controllo sulla loro attività e
quindi molto hardware RAID non ne trae vantaggio.
L'hardware RAID di diverse marche, versioni e modelli è
normalmente incompatibile. Se un controller RAID si rompe,
deve essere rimpiazzato da un altro controller dello stesso
tipo. Al momento della stesura di questo documento (giugno
1998) un'ampia gamma di controller hardware funzionerà sotto
Linux; in ogni caso nessuno di questi viene venduto con
delle utilità di configurazione e gestione che funzionino
sotto Linux.
Software-RAID è formato da un set di moduli del kernel,
combinato con delle utilità di gestione che implementano
RAID solamente tramite software e non richiedono hardware
speciale. Il sottosistema RAID di Linux è implementato come
strato del kernel che si pone tra i driver a basso livello
dei dischi (per dischi IDE, SCSI e Paraport) e l'interfaccia
del dispositivo a blocchi. Il file system, sia esso ext2fs,
DOS-FAT o altro, rimane sopra l'interfaccia del dispositivo
a blocchi. Software-RAID, grazie alla sua natura software,
risulta essere più flessibile di una soluzione hardware. Il
lato negativo è che richiede un maggiore utilizzo della CPU
per poter girare bene rispetto ad una uguale implementazione
hardware. Naturalmente sul costo non può essere battuto.
Software-Raid ha una ulteriore importante caratteristica
distintiva: opera su partizioni, perciò la partizione RAID è
formata da un certo numero di partizioni di dischi. Questo
contrasta con le soluzioni adottate da gran parte dell'
hardware RAID, che uniscono assieme interi dischi per
formarne una serie. Fatto sta che utilizzando l'hardware si
ha una sottosistema RAID trasparente rispetto al sistema
operativo, cosa che tende a semplificare la gestione. Con il
software, ci sono molte più opzioni di configurazione e
scelte, che tendono a complicare la faccenda.
Al momento della stesura di questo testo (giugno 1998) la
gestione del RAID sotto Linux non è affatto banale, ed è una
buona prova anche per degli esperti amministratori di
sistema. La teoria delle operazioni è complessa. I tool di
sistema richiedono modifiche agli script di avvio.
Riprendere il controllo della situazione dopo un
malfunzionamento del disco è un'operazione complessa che
agevola l'errore umano. RAID non è per i novizi, ed ogni
beneficio che può apportare all'affidabilità e alle
prestazioni può essere facilmente controbilanciato da una
maggiore complessità. In realtà i moderni dischi sono
incredibilmente affidabili e le moderne CPU e i controller
sono veramente potenti. Si possono ottenere più facilmente i
livelli di prestazione e l'affidabilità desiderate
acquistando hardware di alta qualità e/o più veloce
2. D: Cosa sono i livelli RAID? Perché così tanti? Cosa li distingue?
R: Differenti livelli RAID hanno prestazioni, ridondanza,
capacità di immagazzinamento, affidabilità e costi differ
enti. Molti, ma non tutti, i livelli RAID offrono ridondanza
per cautelarsi contro i malfunzionamenti dei dischi. Di
quelli che implementano la ridondanza RAID-1 e RAID-5 sono i
più popolari. RAID-1 offre migliori prestazioni mentre
RAID-5 un uso più efficiente dello spazio disco a dispo
sizione. Comunque cercare la migliore prestazione è una cosa
completamente differente poiché la performance dipende
fortemente da un'ampia gamma di fattori, dal tipo di appli
cazione alle dimensioni delle strisce, dei blocchi e dei
file. Gli aspetti più difficoltosi della ricerca della
migliore performance sono rimandati ad una sezione di questo
HOWTO che vedremo dopo.
Quanto segue descrive i differenti livelli RAID nel contesto
dell'implementazione su Linux del Software RAID.
· RAID-linear è una semplice concatenazione di partizioni
che creano una più ampia partizione virtuale. È utile se
si ha un certo numero di piccoli dischi e si vuole creare
una unica, grande partizione. Questa concatenazione non
offre ridondanza ed in effetti diminuisce l'affidabilità
globale; la partizione così creata smetterà di funzionare
non appena un solo disco si rovina.
· RAID-1 è chiamato anche "mirroring". Due (o più)
partizioni, tutte della stessa grandezza, contengono
ciascuna una copia degli stessi dati che risultano
disposti nella stessa maniera sulle due partizioni (in
inglese "disk-block by disk-block". ndt). Il mirroring
offre una forte protezione contro i malfunzionamenti dei
dischi: se un disco si rompe se ne ha un altro con gli
stessi dati. Il mirroring può anche migliorare le
prestazioni in sistemi "I/O laden" (con grossi carichi di
input-output. ndt) poiché le richieste di lettura possono
essere divise su più dischi. Sfortunatamente il mirroring
è il meno efficiente in materia di capacità di
immagazzinamento: due partizioni in mirroring posso
immagazzinare gli stessi dati di una.
· "Striping" è l'idea che sta dietro a tutti gli altri
livelli RAID. Una striscia (in inglese "stripe" da cui il
nome di "striping". ndt) è una sequenza continua di
blocchi del disco. Una striscia può essere così corta da
contenere un solo blocco disco o può contenerne
centinaia. I driver RAID dividono le partizioni in
strisce; i vari livelli RAID differiscono nella maniera
di organizzare le strisce e nei dati che vi memorizzano.
Il rapporto tra le dimensioni delle strisce, la grandezza
più ricorrente dei file nel file system e la loro
disposizione nel disco è quello che determina le
prestazioni globali di un sottosistema RAID.
· RAID-0 è molto simile a RAID-linear, tranne per il fatto
che le partizioni che lo compongono vengono divise in
strisce e quindi suddivise. Come nel caso del RAID-linear
il risultato è una singola partizione virtuale. Ancora
come RAID-linear, RAID-0 non offre ridondanza diminuendo
quindi l'affidabilità globale: il malfunzionamento di un
solo disco mette fuori uso tutto. Spesso si crede che
RAID-0 abbia prestazioni migliori rispetto a RAID-linear.
Questo può essere o non essere vero, dipendendo dalle
caratteristiche del file system, dalla grandezza più
frequente dei file comparata con la dimensione delle
strisce e dal tipo di carico a cui è sottoposto. Il file
system ext2fs dispone i file in una partizione in modo da
diminuire la frammentazione. Così, per semplicità, ogni
dato accesso può essere indirizzato ad uno o più dischi e
quindi la suddivisione delle strisce su più dischi non
offre un vantaggio apparente. Comunque sia vi sono delle
differenze nelle prestazioni, dipendenti dai dati, dal
carico di lavoro e dalla dimensione delle strisce.
· RAID-4 suddivide in strisce come RAID-0, ma richiede una
partizione aggiuntiva per memorizzare le informazioni
sulla parità. La parità è usata per offrire ridondanza
sui dati: se un disco si rovina i dati sui dischi
rimanenti possono essere usati per ricostruire quelli che
erano sul disco rotto. Dati N dischi di dati e un disco
di parità, la striscia di parità è computata prendendo
una striscia da ognuno dei dischi di dati ed effettuando
un XOR tra di esse. Quindi la capacità di memorizzazione
di una serie di (N+1) dischi RAID-4 è N, molto meglio del
mirroring di (N+1) dischi e buona come un setup RAID-0,
per N grande. Da notare che per N=1 vi è un disco di dati
e un disco di parità e RAID-4 somiglia molto al
mirroring, nel quale ognuno dei due dischi è la copia
dell'altro. RAID-4 NON offre le prestazioni in
lettura/scrittura del mirroring ed anzi la sua
performance in scrittura è considerevolmente peggiore.
In breve questo accade a causa del fatto che
l'aggiornamento della parità richiede la lettura della
vecchia parità prima che la nuova parità venga calcolata
e scritta. In ambienti con un grosso carico di scrittura
il disco di parità può diventare un collo di bottiglia
poiché ogni processo di scrittura deve accedere al disco
di parità.
· RAID-5 evita il collo di bottiglia in scrittura di RAID-4
memorizzando la striscia di parità su ognuno dei dischi.
Ovviamente la prestazione in scrittura non è ancora buona
come quella del mirroring, visto che la striscia di
parità deve anche qui essere letta e deve esservi
effettuato lo XOR prima che sia scritta. Anche la
prestazione in lettura non è buona come quella del
mirroring poiché, dopo tutto, vi è una sola copia dei
dati e non due o più. Il vantaggio principale di RAID-5
sul mirroring è che offre ridondanza e protezione nel
caso di malfunzionamento di un solo disco, e allo stesso
tempo ha una capacità di memorizzazione molto più alta
quando è usato con tre o più drive.
· RAID-2 e RAID-3 sono usati raramente, e sono stati in
qualche maniera resi obsoleti dalla moderna tecnologia
dei dischi. RAID-2 è simile a RAID-4, ma memorizza
informazioni ECC al posto della parità. Poiché tutti i
dischi moderni incorporano sotto sotto un controllo ECC,
il vantaggio è minimo. RAID-2 può dare una maggiore
coerenza ai dati se viene a mancare la corrente mentre è
in corso un'operazione di scrittura; però un gruppo di
continuità e uno shutdown pulito danno gli stessi
vantaggi. RAID-3 è simile a RAID-4 tranne per il fatto
che usa la minore grandezza possibile per le strisce. Il
risultato è che ogni operazione di lettura interessa
tutti i dischi, facendo diventare difficile/impossibile
soddisfare richieste di I/O contemporanee. Per evitare il
ritardo dovuto alla latenza rotazionale RAID-3 richiede
che la rotazione di tutti i dischi possa essere
sincronizzata. Molto hardware moderno non dispone della
capacità di sincronizzazione o, se ne dispone, mancano i
connettori necessari, i cavi e la documentazione di chi
lo ha prodotto. Né RAID-2 né RAID-3 sono livelli RAID
supportati dai driver di Software RAID per Linux.
· Altri livelli RAID sono stati definiti da vari
ricercatori e produttori. Molti di questi non sono altro
che la sovrapposizione di un tipo di raid su un altro.
Qualcuno richiede dell'hardware speciale e altri sono
protetti da brevetto. Non vi è una nomenclatura
universalmente accettata per questi altri livelli. A
volte i vantaggi di questi altri sistemi sono piccoli o
almeno non appaiono finché il sistema non è sottoposto ad
un alto livello di stress. Eccettuata la sovrapposizione
di RAID-1 su RAID-0/linear, il Software RAID per Linux
non consente nessuna di queste altre variazioni.
3. Considerazioni sul setup e sull'installazione
1. D: Quale è il modo migliore di configurare Software RAID?
R: Continuamente riscopro il fatto che la pianificazione del
file-system è uno dei lavori più difficili sotto Unix. Per
rispondere alla domanda, posso descrivere cosa si può fare.
Supponiamo il setup che segue:
· 2 dischi EIDE, da 2.1 Gb ciascuno.
disco partizione montata su dimensione dispositivo
1 1 / 300M /dev/hda1
1 2 swap 64M /dev/hda2
1 3 /home 800M /dev/hda3
1 4 /var 900M /dev/hda4
2 1 /root 300M /dev/hdc1
2 2 swap 64M /dev/hdc2
2 3 /home 800M /dev/hdc3
2 4 /var 900M /dev/hdc4
· Ogni disco è su un controller (e cavo) separato. La mia
teoria è che un guasto al controller o al cavo non
manderà in tilt tutti e due i dischi. Questo permette un
miglioramento delle performance rispetto alla gestione di
operazioni parallele
· Installare Linux su (/) della partizione /dev/hda1.
Marcare questa partizione come avviabile.
· /dev/hdc1 conterrà una copia ``fredda'' di /dev/hda1.
Questa non è una copia RAID, è proprio una semplice
copia. Serve solamente nel caso che il primo disco si
rompa; si può usare un disco, di recupero, marcare
/dev/hdc1 come avviabile, e usare questa partizione per
continuare a lavorare senza dover reinstallare il
sistema. Può anche essere utile mettere una copia del
kernel di /dev/hdc1 su LILO per semplificare il boot in
caso di malfunzionamento.
Qui si suppone che nel caso di un grave malfunzionamento
si possa ancora far partire il sistema senza
preoccupazioni riguardanti la corruzione dei superblock
raid o di altri errori del raid che non si capiscono.
· /dev/hda3 e /dev/hdc3 saranno il mirror /dev/md0.
· /dev/hda4 e /dev/hdc4 saranno il mirror /dev/md1.
· abbiamo scelto/var e /home per essere mirrorate in
partizioni separate, seguendo questa logica
· / (la partizione root) conterrà dati relativamente
statici, non soggetti a cambiamenti. Ad ogni effetto sarà
si sola lettura anche se non sarà impostata e montata
veramente in sola lettura
· /home conterrà i dati che cambiano "lentamente".
· /var conterrà i dati che cambiano rapidamente, inclusi i
mail spool, i database ed i log del web server.
L'idea che sta dietro all'uso di più partizioni separate
è che se, per qualche bizzarra, ragione che sia un errore
umano, un calo di tensione, o altro il sistema operativo
impazzisce, il danno è limitato ad una sola partizione.
In un caso tipico vi è un calo di tensione mentre il
sistema sta scrivendo sul disco. Questo lascerà
sicuramente il file system in uno stato di
inutilizzabilità, a cui sarà posto rimedio da fsck nel
boot seguente. Anche se fsck farà del suo meglio per
rimettere a posto la situazione evitando di fare
ulteriori danni, è confortante sapere che ogni danno è
stato limitato ad una sola partizione. In un altro caso
tipico l'amministratore di sistema fa un errore durante
le operazioni di recupero del file system, cosa che porta
alla cancellazione o alla distruzione dei dati. L'uso
delle partizioni può aiutare a contenere le ripercussioni
degli errori dell'operatore.
· Un'altra scelta ragionevole per la disposizione delle
partizioni potrebbe essere quella di /usr o di /opt. In
effetti, /opt e /home sono una buona scelta come
partizioni RAID-5, se si hanno più hard disk. Una parola
sulla prudenza da utilizzare: NON mettere /usr in una
partizione RAID-5. Se si avesse un grave malfunzionamento
si potrebbe scoprire che non si può montare /usr, e che
si ha bisogno di qualche strumento che vi risiede (ad es.
i programmi per la rete, o il compilatore.) Con RAID-1,
se si ha un malfunzionamento e RAID smette di funzionare,
si può almeno montare uno dei due mirror. La stessa cosa
non si può fare con ogni altro livello RAID (RAID-5,
striping, linear RAID).
Così, per rispondere alla domanda:
· installare il S.O. sul disco 1, partizione 1. NON
montare altre partizioni.
· installare RAID seguendo le istruzioni.
· configurare md0 e md1.
· convincersi del fatto che si sa che cosa fare in caso di
malfunzionamento del disco! Si scoprano gli errori
dell'amministratore di sistema adesso, non non durante
una vera crisi! Sperimentate! (noi abbiamo tolto
corrente durante l'attività del disco, poco ortodosso ma
fa imparare molto).
· effettuate una successione di
mount/copy/unmount/rename/reboot per muovere /var su
/dev/md1. Fatelo attentamente, non è pericoloso.
· godetevi il tutto!
2. D: Quale è la differenza tra i comandi mdadd, mdrun, etc. e quelli
raidadd, raidrun?
R: I nomi dei tool sono stati cambiati dalla versione 0.5
del pacchetto raidtools. La convenzione che voleva che i
comandi iniziassero per md era usata nella versione 0.43 e
precedenti, mentre quella nuova che fa iniziare i comandi
per raid viene usata nella versione 0.5 e successive.
3. D: Vorrei utilizzare RAID-Linear/RAID-0 presente nel kernel 2.0.34.
Vorrei non applicare la patch raid, poiché non sono richieste per
RAID-0/Linear. Dove posso procurarmi i tool RAID per gestire il
sistema?
R: Questa è una bella domanda, poiché i più nuovi tool raid
abbisognano che le patch RAID-1,4,5 siano state applicate al
kernel per compilarsi. Non conosco versioni binarie, precom
pilate dei tool raid disponibili in questo momento. Comunque
sia, esperimenti hanno dimostrato che i file binari dei tool
raid, compilati su un kernel 2.1.100, sembrano funzionare
abbastanza bene nella creazione di una partizione
RAID-0/linear sotto 2.0.34. Un'anima impavida me li ha chi
esti ed io ho temporaneamente reso disponibili i binari di
mdadd, mdcreate, ecc, su http://linas.org/linux/Software-
RAID/ Avrete bisogno delle pagine di manuale, ecc. che si
trovano nel pacchetto standard dei raid-tools.
4. D: Posso mettere in strip/mirror la partizione di root (/)? Perché
non posso far partire Linux direttamente dai dischi md?
R: Sia LILO che Loadlin hanno bisogno di una partizione che
non sia in strip/mirror per potervi leggere l'immagine del
kernel. Se volete mettere in strip/mirror la partizione di
root (/), avrete bisogno di creare una partizione che non
sia in strip/mirror dove poter mettere il kernel. Tipica
mente questa partizione viene chiamata /boot. Fatto questo
si può quindi usare o il supporto per il ramdisk iniziale
(initrd) o le patch di Harald Hoyer <HarryH@Royal.Net> che
consentono ad una partizione in strip/mirror di essere usata
come root. (Adesso queste patch sono una parte standard dei
recenti kernel 2.1.x)
Si possono usare approcci diversi. Uno è documentato
dettagliatamente nel Bootable RAID mini-HOWTO:
<ftp://ftp.bizsystems.com/pub/raid/bootable-raid>.
In alternativa, si può usare mkinitrd per costruire
un'immagine per il ramdisk, vedere di seguito.
Edward Welbon <welbon@bga.com> ha scritto:
· ... tutto quello che serve è uno script che gestisca il
setup di boot. Per montare un file system md come root,
la cosa principale da fare è costruire un'immagine
iniziale del file system che abbia i moduli e i tool md
necessari per far partire md. Io ho un semplice script
che fa tutto ciò.
· Come supporto per il boot utilizzo un piccolo ed
economico disco SCSI (170MB lo ho preso usato per $20).
Il disco è collegato ad un AHA1452, ma avrebbe potuto
essere un disco IDE a buon prezzo sull'interfaccia nativa
IDE. Non c'è bisogno che sia un disco molto veloce
poiché serve solamente per il boot.
· Questo disco contiene un piccolo file system dove trova
posto il kernel e l'immagine del file system per initrd.
L'immagine iniziale del file system contiene abbastanza
roba da permettermi di caricare il modulo driver per il
dispositivo raid SCSI e poter accedere alla partizione
che diverrà root. Poi eseguo un
echo 0x900 > /proc/sys/kernel/real-root-dev
(0x900 è per /dev/md0) e esco da linuxrc. Il boot procede
normalmente da qui in poi.
· Ho compilato molti driver come moduli eccetto quello per
l'AHA1452 che serve per il file system initrd. Il kernel
che uso è così molto piccolo. Il metodo è perfettamente
affidabile, lo sto usando sin da prima della versione
2.1.26 e non ho mai avuto un problema che non sia
riuscito a risolvere facilmente. Il file system è
addirittura sopravvissuto a diversi crash dei kernel
2.1.4[45] senza reali difficoltà.
· Una volta avevo partizionato i dischi raid in maniera
tale che i cilindri iniziali del primo disco raid
contenevano il kernel e i cilindri iniziali del secondo
disco raid contenevano l'immagine iniziale del file
system, adesso invece ho messo la swap nei primi cilindri
dei dischi raid poiché questi sono i più veloci (perché
sprecarli nel boot?).
· La cosa bella dell'avere un dispositivo che costa poco
dedicato al boot è che è facile effettuarne il boot e che
risulta utile come disco di recupero se necessario. Se
siete interessati, potete dare un'occhiata allo script
che genera l'immagine iniziale per il ram disk e che
quindi fa partire LILO.
<http://www.realtime.net/~welbon/initrd.md.tar.gz>
Per adesso è abbastanza per fare quello che serve. Non è
specificamente bello e potrebbe sicuramente costruire
un'immagine del file system molto più piccola per il ram
disk iniziale. Dovrebbe essere facile renderlo più effi
ciente. Ma del resto usa LILO così com'è. Se gli apportate
dei miglioramenti vi prego di mandarmene una copia. 8-)
5. D: Ho sentito dire che si può usare il mirroring sullo striping
RAID. È vero? Posso usare il mirroring sul dispositivo di
loopback?
R: Si, ma non il contrario. Si può mettere una striscia su
più dischi e poi effettuarne il mirroring. Comunque sia lo
striping non può essere messo al di sopra del mirroring.
Per darne una breve spiegazione tecnica si può dire che le
personality linear e stripe usano la routine ll_rw_blk per
gli accessi. La routine ll_rw_blk mappa dispositivi di
dischi e settori, non blocchi. I dispositivi a blocchi
possono essere stratificati uno sull'altro; ma i dispositivi
che effettuano un accesso al disco diretto, a basso livello,
come fa ll_rw_blk non possono essere sovrapposti.
In questo momento (Novembre 1997) RAID non può funzionare
sui dispositivi di loopback, anche se questo dovrebbe essere
possibile a breve.
6. D: Ho due piccoli dischi e tre dischi più grandi. Posso concatenare
i due dischi piccoli con RAID-0 e quindi creare una partizione
RAID-5 con questi e quelli più grandi?
R: In questo momento (Novembre 1997), non si può creare una
partizione RAID-5 in questa maniera. Si può farlo solo con
RAID-1 al di sopra della concatenazione dei drive.
7. D: Quale è la differenza tra RAID-1 e RAID-5 per una configurazione
che prevede due dischi (cioè la differenza tra una serie di due
dischi RAID-1 e una serie di due dischi RAID-5)?
R: Non c'è differenza nella capacità di immagazzinamento.
Non si possono aggiungere dischi a nessuno dei due sottosis
temi per aumentarne la capacità (vedi la domanda qui di
seguito per i dettagli).
RAID-1 offre un vantaggio nella prestazione in lettura: il
driver RAID-1 usa la tecnologia distributed-read (lettura
distribuita. ndt) per leggere contemporaneamente due
settori, uno da ogni disco, raddoppiando la performance in
lettura.
Il driver RAID-5, anche se fortemente ottimizzato,
attualmente (Settembre 1997) non considera il fatto che il
disco di parità è una copia del disco dati. Quindi le
letture avvengono in maniera seriale.
8. D: Come posso proteggermi dal malfunzionamento di due dischi?
A: Qualcuno degli algoritmi RAID protegge da un malfunziona
mento multiplo dei dischi, ma nessuno di questi algoritmi è
attualmente implementato da Linux. Detto ciò il Software
RAID per Linux può essere utilizzato per proteggersi da un
malfunzionamento di più dischi stratificando serie su serie
di dischi. Per esempio, nove dischi possono essere utiliz
zati per creare tre serie raid-5. Quindi queste tre serie
possono a loro volta essere legate assieme in una singola
serie di dischi RAID-5. In effetti questo tipo di configu
razione arriva a proteggere da un malfunzionamento di tre
dischi. Va notato il fatto che una grande quantità di spazio
disco va ''persa'' per la ridondanza delle informazioni.
Per una serie di NxN dischi raid-5
N=3, 5 dischi su 9 sono usati per la parità (=55%)
N=4, 7 dischi su 16
N=5, 9 dischi su 25
...
N=9, 17 dischi su 81 (=~20%)
In generale, una serie di MxN dischi userà MxN-1 dischi per
la parità. Lo spazio "perso" è minimo quando M=N.
Un'altra alternativa è quella di creare una serie RAID-1 con
tre dischi. Va notato il fatto che poiché tutti e tre i
dischi contengono dati identici, 2/3 dello spazio vanno
``sprecati''.
9. D: Mi piacerebbe capire come è possibile che ci sia un programma
tipo fsck: se la partizione non è stata smontata in maniera
ortodossa, fsck interviene e riaggiusta il filesystem da solo in
più del 90% dei casi. Poiché la macchina è capace di porsi rimedio
da sola con ckraid --fix, perché non farlo diventare automatico?
R: Si può ottenere ciò aggiungendo linee come le seguenti a
/etc/rc.d/rc.sysinit:
mdadd /dev/md0 /dev/hda1 /dev/hdc1 || {
ckraid --fix /etc/raid.usr.conf
mdadd /dev/md0 /dev/hda1 /dev/hdc1
}
o
mdrun -p1 /dev/md0
if [ $? -gt 0 ] ; then
ckraid --fix /etc/raid1.conf
mdrun -p1 /dev/md0
fi
Prima di presentare uno script più completo e affidabile,
rivediamo la teoria delle operazioni.
Gadi Oxman ha scritto: In uno shutdown sporco, Linux può
rimanere in uno degli stati seguenti:
· Il dischi RAID erano stati aggiornati con i dati
contenuti nella memoria cache a loro destinata quando è
avvenuto lo shutdown; non sono andati persi dati.
· La memoria cache dei dischi RAID conteneva informazioni
non scritte sui dischi quando è avvenuto il blocco del
sistema; questo ha portato ad un filesystem danneggiato e
potenzialmente alla perdita di dati.
Quest'ultimo stato può essere ulteriormente suddiviso in
altri due stati:
· Linux era in fase di scrittura dati quando si è avuto lo
shutdown.
· Linux non era in fase di scrittura dati quando si è
verificato il blocco.
Supponiamo che stavamo usando una serie di dischi RAID-1.
Nel caso (2a) potrebbe accadere che, prima del blocco, un
piccolo numero di blocchi dati sia stato scritto con
successo su solo alcuni dei dischi di mirror e al
prossimo boot i mirror non conterranno più` gli stessi
dati.
Se si ignorassero le differenze dei mirror, il codice di
bilanciamento della lettura dei raidtools-0.36.3 potrebbe
scegliere di leggere i suddetti dati da uno qualsiasi dei
dischi di mirror, cosa che porterebbe ad un comportamento
incoerente (per esempio, l`output di e2fsck -n /dev/md0
potrebbe essere differente di volta in volta).
Poiché RAID non protegge dagli shutdown sporchi,
usualmente non c`e` un modo ''sicuramente corretto'' di
correggere le differenze nei dischi di mirror e il
danneggiamento del filesystem.
Per esempio il comportamento predefinito di ckraid --fix
sarà quello di scegliere il primo disco di mirror
operativo e aggiornare gli altri dischi di mirror con il
suo contenuto. Tuttavia, a seconda della situazione dei
dischi al momento del blocco, i dati negli altri dischi
di mirror potrebbero essere più recenti e si potrebbe
scegliere di copiare i dati da quei dischi o forse di
usare un metodo differente per riparare le cose.
Lo script che segue definisce una delle più robuste
sequenze di boot. In particolare si cautela dalle lunghe
ripetizioni dell`esecuzione di ckraid quando si ha a che
fare con dischi, controller o driver dei controller che
non cooperano. Lo si modifichi in modo da adeguarlo alla
propria configurazione, e lo si copi su rc.raid.init.
Quindi si esegua rc.raid.init dopo che la partizione di
root è stata controllata da fsck e montata in
lettura/scrittura ma prima che le rimanenti partizioni
siano controllate da fsck. Assicurarsi che la directory
attuale sia nel percorso di ricerca.
mdadd /dev/md0 /dev/hda1 /dev/hdc1 || {
rm -f /fastboot # forza l`esecuzione di fsck
ckraid --fix /etc/raid.usr.conf
mdadd /dev/md0 /dev/hda1 /dev/hdc1
}
# se il sistema si bloccasse più avanti durante questo processo di boot
# vorremmo che almeno questo dispositivo md non ne risentisse.
/sbin/mdstop /dev/md0
mdadd /dev/md1 /dev/hda2 /dev/hdc2 || {
rm -f /fastboot # forza l`esecuzione di fsck
ckraid --fix /etc/raid.home.conf
mdadd /dev/md1 /dev/hda2 /dev/hdc2
}
# se il sistema si bloccasse più avanti durante questo processo di boot
# vorremmo che almeno questo dispositivo md non ne risentisse.
/sbin/mdstop /dev/md1
mdadd /dev/md0 /dev/hda1 /dev/hdc1
mdrun -p1 /dev/md0
if [ $? -gt 0 ] ; then
rm -f /fastboot # forza l`esecuzione di fsck
ckraid --fix /etc/raid.usr.conf
mdrun -p1 /dev/md0
fi
# se il sistema si bloccasse più avanti durante questo processo di boot
# vorremmo che almeno questo dispositivo md non ne risentisse.
/sbin/mdstop /dev/md0
mdadd /dev/md1 /dev/hda2 /dev/hdc2
mdrun -p1 /dev/md1
if [ $? -gt 0 ] ; then
rm -f /fastboot # forza l`esecuzione di fsck
ckraid --fix /etc/raid.home.conf
mdrun -p1 /dev/md1
fi
# se il sistema si bloccasse più avanti durante questo processo di boot
# vorremmo che almeno questo dispositivo md non ne risentisse.
/sbin/mdstop /dev/md1
# OK, adesso con i soli comandi md. Se ci fossero stati errori
# i controlli precedenti dovrebbero aver rimesso tutto a posto.
/sbin/mdadd /dev/md0 /dev/hda1 /dev/hdc1
/sbin/mdrun -p1 /dev/md0
/sbin/mdadd /dev/md12 /dev/hda2 /dev/hdc2
/sbin/mdrun -p1 /dev/md1
In aggiunta a questo si dovrà creare un file rc.raid.halt
che dovrebbe apparire come questo:
/sbin/mdstop /dev/md0
/sbin/mdstop /dev/md1
Assicuratevi di aver modificato sia rc.sysinit che
init.d/halt per far eseguire questa procedura da qualsiasi
parte il filesystem venga smontato prima di un halt/reboot.
(Si noti che rc.sysinit smonta ed effettua un reboot se fsck
termina l`esecuzione con un errore.)
10.
D: Posso configurare metà di un mirror RAID-1 con il solo disco che
ho adesso e poi dopo aggiungervi semplicemente un altro disco?
R: Con gli strumenti di adesso no, almeno non in maniera
semplice. In particolare non si può solamente copiare il
contenuto di un disco su un altro e poi appaiarli. Questo a
causa del fatto che i driver RAID usano un poco di spazio
alla fine della partizione per memorizzare i superblock.
Questo diminuisce leggermente lo spazio disponibile per il
filesystem; ma se si provasse a forzare una partizione
RAID-1 su una partizione con un filesystem preesistente, i
superblock sovrascriverebbero una parte del filesystem con
fondendo i dati. Poiché il filesystem ext2fs distribuisce i
file in maniera casuale su una partizione (per evitarne la
frammentazione), con grossa probabilità qualche file
risiederà alla fine della partizione anche se il disco non è
pieno.
Se siete abili, suppongo che possiate calcolarvi quanto
spazio il superblock RAID occuperà e quindi rendere il
filesystem leggermente più piccolo, in modo da lasciare lo
spazio di cui la memorizzazione del superblock RAID avrà
bisogno in seguito. Ma, se siete così abili, sarete quindi
abbastanza bravi da modificare i tool in modo tale che lo
facciano automaticamente (i tool non sono terribilmente
complessi).
Nota: il lettore attento avrà pensato che il trucco seguente
potrebbe funzionare; non l'ho provato né verificato:
Eseguite mkraid con /dev/null come uno dei dispositivi.
Quindi eseguite mdadd -r sul solo vero disco (non eseguite
mdadd /dev/null). Il comando mkraid dovrebbe aver
configurato con successo il sistema raid, e il comando mdadd
serve solo a forzare il funzionamento del sistema in
modalità "degradata" (in inglese "degraded mode". ndt), come
se uno dei due dischi fosse rotto.
4. Riparare gli errori
1. D: Lavoro con un dispositivo RAID-1 (mirroring) e la corrente è
andata via mentre il disco era in attività. Cosa devo fare?
R: La ridondanza che i livelli RAID offrono serve a pro
teggere nei confronti di un malfunzionamento del disco, non
contro un difetto di alimentazione.
Vi sono diversi modi di rimettere le cose a posto in questa
situazione.
· Metodo (1): Usare i tool raid. Questi possono essere
usati per rimettere in sincronia il sistema raid. I danni
al filesystem non vengono corretti; dopo che il sistema
raid è stato rimesso in sincronia, il filesystem deve
ancora essere riparato con fsck. I sistemi RAID possono
essere controllati con ckraid /etc/raid1.conf (per
RAID-1, altrimenti /etc/raid5.conf, etc.)
Eseguendo ckraid /etc/raid1.conf --fix il programma
sceglierà uno dei dischi della serie (usualmente il
primo), e userà questo come copia master, copiando i suoi
blocchi su quelli degli altri dischi nel mirror. Per
designare un disco da utilizzare come copia master si può
usare l'opzione --force-source: per esempio, ckraid
/etc/raid1.conf --fix --force-source /dev/hdc3 . Il
comando ckraid può essere lanciato senza l'opzione --fix
per verificare il sistema RAID inattivo senza apportargli
modifiche. Quando vi sentirete a vostro agio con le
modifiche proposte, potrete aggiungere l'opzione --fix.
· Metodo (2): Paranoico, spenditempo, non molto migliore
del primo metodo. Assumiamo che la serie di dischi RAID
sia formata da due dischi, e consista delle partizioni
/dev/hda3 e /dev/hdc3. Potete provare ciò che segue:
a. fsck /dev/hda3
b. fsck /dev/hdc3
c. si decida quale delle due partizioni ha meno errori o
dove si possano aggiustare meglio o dove sono i dati
che vi interessano. Scegliete l'una o l'altra come
nuova copia ``master''. Diciamo che avete scelto
/dev/hdc3.
d. dd if=/dev/hdc3 of=/dev/hda3
e. mkraid raid1.conf -f --only-superblock
Al posto degli ultimi due passi, potete eseguire ckraid
/etc/raid1.conf --fix --force-source /dev/hdc3 che
dovrebbe essere leggermente più veloce.
· Metodo (3): Versione del metodo precedente per pigri. Se
non avete voglia di aspettare che il lungo controllo di
fsck venga completato, va bene anche saltare i primi tre
passi illustrati sopra e andare direttamente agli ultimi
due. Assicuratevi solamente che venga eseguito fsck
/dev/md0 dopo che avete fatto. Il metodo (3) è solo il
metodo (1) travestito.
In ogni caso i passi precedenti serviranno solo a
sincronizzare i sistemi raid. Il filesystem probabilmente
avrà ancora bisogno di riparazioni: perciò fsck dovrà
essere eseguito sul dispositivo md quando esso è attivo e
non è stato montato.
Con una serie di tre dischi RAID-1, vi sono più
possibilità come quella di usare due dischi per
''votare'' una risposta a maggioranza. I tool per
automatizzare questa procedura attualmente (Settembre 97)
non esistono.
2. D: Ho un sistema RAID-4 o RAID-5 (parità) e la corrente è andata
via mentre i dischi erano in attività. Cosa devo fare adesso?
R: La ridondanza che i livelli RAID offrono serve a pro
teggere nei confronti di un malfunzionamento del disco, non
contro un difetto di alimentazione.
Poiché i dischi formanti una serie RAID-4 o RAID-5 non con
tengono un filesystem che fsck può leggere vi sono meno
scelte nella riparazione. Non si può usare fsck per un con
trollo o una riparazione preliminare; si deve usare prima
ckraid.
Il comando ckraid può essere eseguito in modalità "sicura"
senza l'opzione --fix per verificare il sistema RAID senza
apportargli cambiamenti. Quando vi sentirete a vostro agio
con i cambiamenti proposti basterà aggiungere l'opzione
--fix.
Se si vuole si può provare designando uno dei dei dischi
come ``disco rotto''. Fatelo con l'opzione --suggest-failed-
disk-mask (in inglese suona come "suggerisci-maschera-disco-
rotto". ndt).
Un solo bit dovrà essere indicato nell'opzione: RAID-5 non
può recuperare due dischi non funzionanti. La maschera è
una maschera binaria: quindi:
0x1 == primo disco
0x2 == secondo disco
0x4 == terzo disco
0x8 == quarto disco, etc.
In alternativa si può scegliere di modificare i settori di
parità usando l'opzione --suggest-fix-parity. Questa farà si
che la parità venga ricalcolata dagli altri settori.
Le opzioni --suggest-failed-disk-mask e --suggest-fix-parity
possono essere usate senza problemi per la sola verifica.
Non vengono apportati cambiamenti se l'opzione --fix non è
stata specificata. Quindi potete sperimentare schemi
differenti di riparazione.
3. D: Il mio dispositivo RAID-1, /dev/md0 è formato da due partizioni
di hard disk: /dev/hda3 e /dev/hdc3. Recentemente, il disco che
conteneva /dev/hdc3 si è rotto, ed è stato rimpiazzato da un nuovo
disco. Il mio migliore amico, che non conosce RAID, dice che la
cosa corretta da fare adesso è ''dd if=/dev/hda3 of=/dev/hdc3''.
Ho provato a farlo, ma le cose continuano a non funzionare.
R: Il tuo migliore amico dovrebbe rimanere alla larga dal
tuo computer. Fortunatamente non vi sono stati danni gravi.
Si può riaggiustare il tutto eseguendo:
mkraid raid1.conf -f --only-superblock
Usando dd, sono state create due copie identiche della par
tizione. Questo va quasi bene, tranne per il fatto che le
estensioni RAID-1 del kernel si aspettano che i superblock
RAID siano differenti. Così, quando si prova a riattivare
RAID, il software nota il problema e disattiva una delle due
partizioni. Ricreando i superblock, si dovrebbe avere un
sistema perfettamente funzionante.
4. D: La mia versione di mkraid non ha un'opzione --only-superblock .
Che devo fare?
R: I nuovi tool non supportano questa opzione, che è stata
rimpiazzata da --force-resync. È stato riferito che la
seguente sequenza di comandi funziona con gli ultimi tool e
software:
umount /web (dove /dev/md0 è stata montata)
raidstop /dev/md0
mkraid /dev/md0 --force-resync --really-force
raidstart /dev/md0
Dopo questo, un cat /proc/mdstat dovrebbe dare resync in
progress, e a questo punto dovrebbe essere possibile effet
tuare un mount /dev/md0.
5. D: Il mio dispositivo RAID-1, /dev/md0 è formato da due partizioni:
/dev/hda3 e /dev/hdc3. Il mio migliore amico/a (in inglese "My
best (girl)friend" NdT), che non conosce RAID, ha eseguito fsck su
/dev/hda3 mentre io non guardavo e adesso RAID ha smesso di
funzionare. Cosa devo fare?
R: Il concetto di "migliore amico" andrebbe riesaminato. In
generale, fsck non dovrebbe essere mai eseguito su una sin
gola partizione facente parte di un sistema RAID. Pre
sumendo che nessuna partizione sia stata fortemente danneg
giata non sono andati persi dati e il dispositivo RAID-1 può
essere recuperato come segue:
a. effettuare un backup del filesystem di /dev/hda3
b. dd if=/dev/hda3 of=/dev/hdc3
c. mkraid raid1.conf -f --only-superblock
Questo dovrebbe riportare al funzionamento il dispositivo di
mirror.
6. D: Perché la procedura precedente funziona?
R: Perché ogni partizione componente un mirror RAID-1 è una
copia perfettamente valida del filesystem. Addirittura il
mirroring può essere disabilitato e una delle partizioni può
venire montata e funzionerà senza problemi come un filesys
tem normale, senza RAID. Quando si è pronti a ripartire con
RAID-1, si smonti la partizione e si seguano le istruzioni
sopracitate per far ripartire il mirror. Si noti che le
istruzioni di cui sopra valgono SOLO per RAID-1 e per nessun
altro livello.
Vi potrebbe far sentire più a vostro agio l'invertire la
direzione della copia di cui sopra: copiare dal disco che
non è stato toccato a quello che lo è stato. Solo
assicuratevi che alla fine venga eseguito fsck sul
risultante dispositivo md.
7. D: Mi sento un po' confuso dalle domande riportate sopra, ma ancora
non mollo. Ma è sicuro eseguire fsck /dev/md0 ?
R: Si, è una cosa sicura l'esecuzione di fsck sui disposi
tivi md. In effetti questo è l'unico posto sicuro dove
eseguire fsck.
8. D: Se un disco si sta deteriorando lentamente, sarà ovvio scoprire
quale sia? Sono preoccupato dal fatto che non lo sia, e questa
confusione potrebbe portare a qualche decisione pericolosa da parte
di un amministratore di sistema.
R: Una volta che un disco si rompe, un codice di errore
viene trasmesso dal driver a basso livello al driver RAID.
Il driver RAID marcherà questo disco come ``cattivo'' nei
superblock dei dischi ``buoni'' (in questa maniera più
avanti sapremo quale dei dischi di mirror sia buono e quale
non) e continuerà le operazioni RAID sui rimasti dischi fun
zionanti.
Questo, va da sé, dà per certo che il disco ed i driver di
basso livello possano accorgersi di un errore in
lettura/scrittura e che, per esempio, non continuino a
danneggiare i dati in silenzio. Questo è vero per i driver
attuali (schemi di rilevazione dell'errore sono usati
internamente) ed è base delle operazioni RAID.
9. D: E sulla riparazione a caldo?
R: Si sta lavorando per completare la ``ricostruzione a
caldo''. Con questa funzionalità, si possono aggiungere dei
dischi ``spare'' al set RAID (sia esso di livello 1 o 4/5),
e quando un disco smette di funzionare i dati contenuti in
esso saranno ricostruiti su uno dei dischi spare durante
l'attività, senza nemmeno aver bisogno di fermare il set
RAID.
Tuttavia, per usare questa funzionalità, il disco spare deve
essere stato dichiarato durante il boot, o esso dovrà essere
aggiunto ``a caldo'', cosa che richiede l'uso di connettori
e cabinet speciali che consentano di aggiungere un disco
senza togliere corrente.
Da Ottobre 97 esiste una versione beta di MD che consente:
· la ricostruzione dei livelli RAID 1 e 5 su dischi spare
· la ricostruzione della parità di RAID-5 dopo uno shutdown
sporco
· l'aggiunta ``a caldo'' di dischi spare ad una serie già
in funzione di dischi RAID 1 o 4/5.
Come predefinizione, la ricostruzione automatica è in
questo momento (Dicembre 97) disabilitata a causa della
natura ancora sperimentale di questo lavoro. Può comunque
essere abilitata cambiando il valore di
SUPPORT_RECONSTRUCTION in include/linux/md.h.
Se i drive spare sono stati configurati su un sistema
raid quando esso è stato creato e la ricostruzione è
stata attivata nel kernel, i drive spare conterranno da
subito il superblock RAID (scritto da mkraid), e il
kernel sarà capace di ricostruire il contenuto in maniera
automatica (senza bisogno degli usuali passi mdstop,
cambia il drive,ckraid, mdrun).
Se non avete configurato la ricostruzione automatica e
non avete configurato un disco spare, la procedura
descritta da Gadi Oxman <gadio@netvision.net.il> è quella
raccomandata:
· Per adesso, una volta che il primo disco è stato rimosso,
il sistema RAID continuerà a funzionare in modalità
``degradata''. Per riportarlo alla piena funzionalità
avrete bisogno di:
· fermare il sottosistema RAID (mdstop /dev/md0)
· rimpiazzare il disco rotto
· eseguire ckraid raid.conf per ricostruire il suo
contenuto
· far ripartire RAID (mdadd, mdrun).
A questo punto, nel sistema funzioneranno di nuovo tutti
i dischi, garantendoci dal malfunzionamento di uno di
essi.
Per adesso non è possibile assegnare singoli dischi spare
a diverse serie RAID. Ogni sottosistema richiederà il
proprio disco spare.
10.
D: Vorrei che ci fosse un allarme udibile per ``ehi tu, si è rotto
un disco nel mirror'' in modo tale che anche il novello
amministratore di sistema possa sapere che c'è un problema.
R: Un evento come questo viene segnalato nei log di sistema
dal kernel con la priorità ``KERN_ALERT''. Vi sono diversi
pacchetti software che controllano i file log di sistema e
fanno emettere un bip allo speaker del PC, eseguono un
pager, mandano e-mail ecc. automaticamente.
11.
D: Come posso fare a far partire RAID-5 in modalità degradata (con
un disco rotto e non ancora rimpiazzato)?
R: Gadi Oxman <gadio@netvision.net.il> ha scritto: Normal
mente, per far funzionare un set di n dischi RAID-5 si deve
eseguire:
mdadd /dev/md0 /dev/disk1 ... /dev/disk(n)
mdrun -p5 /dev/md0
Anche se uno dei dischi è rotto, si deve comunque eseguire
mdadd su quel disco, come se tutto fosse normale. (??
provare a usare /dev/null al posto del disco rotto ???
occhio)
Quindi,
Il sistema RAID funzionerà in modalità degradata con (n - 1)
dischi. Se l'esecuzione di ``mdrun'' non va a buon fine, il
kernel ha notato un errore (per esempio diversi dischi rotti
o uno shutdown sporco). Si usi ``dmesg'' per visionare i
messaggi di errore del kernel generati dall'esecuzione di
``mdrun''. Se il set raid-5 è rovinato a causa di un calo
di tensione, e non a causa della rottura di un disco, si può
tentare di recuperare il tutto creando un nuovo superblock
RAID:
mkraid -f --only-superblock raid5.conf
Una serie di dischi RAID non fornisce protezione alcuna con
tro i difetti dell'alimentazione o contro un blocco del ker
nel e quindi non può nemmeno garantire un corretto recupero
dei dati. La ricostruzione del superblock servirà solo a
far ignorare al sistema la condizione in cui si trova mar
cando tutti i drive come ``OK'' come se niente fosse
accaduto.
12.
D: Come funziona RAID-5 nel caso che un disco smetta di funzionare?
R: Uno scenario tipico è il seguente:
· Una serie di dischi RAID-5 è attiva.
· Un disco si rompe mentre la serie è attiva.
· Il firmware del disco e i driver di basso livello del
disco/controller si accorgono del malfunzionamento e
inviano un messaggio di errore al driver MD.
· Il driver MD continua a fornire un dispositivo /dev/md0
privo di errori ai driver di livello più alto (anche se
con performance ridotte) usando i rimanenti drive
operativi.
· L'amministratore di sistema può quindi eseguire umount
/dev/md0 e mdstop /dev/md0 come al solito.
· Se il disco rotto non viene rimpiazzato, l'amministratore
di sistema può comunque far partire il sistema raid in
modalità degradata come al solito eseguendo mdadd e
mdrun.
13.
D: Ho appena sostituito un disco rotto in un sistema RAID-5. Dopo
aver ricostruito il sistema, l'esecuzione di fsck mi dà molti,
molti errori. È normale?
R: No. E, a meno che fsck non sia stato eseguito in modalità
"verify only; do not update" ("verifica solamente; non
aggiornare". ndt), è del tutto possibile che abbiate rov
inato i vostri dati. Sfortunatamente, uno scenario non poco
raro è quello nel quale si cambia accidentalmente l'ordine
dei dischi in una serie di dischi RAID-5, dopo averne
rimpiazzato uno. Anche se il superblock RAID memorizza
l'ordine corretto, non tutti i tool tengono conto di questa
informazione. In particolare, la versione attuale di ckraid
userà le informazioni specificate nell'opzione -f (usual
mente il file /etc/raid5.conf) al posto di quelle contenute
nel superblock. Se l'ordine specificato non è quello cor
retto il disco rimpiazzato sarà ricostruito in maniera
errata. Sintomo di questo tipo di sbaglio sembrano essere i
pesanti e numerosi errori di fsck.
E, nel caso siate meravigliati, sì, qualcuno ha perso tutti
i suoi dati commettendo questo sbaglio. È fortemente
raccomandato un backup su nastro di tutti i dati prima di
riconfigurare una serie di dischi RAID.
14.
D:
R:
15.
D: Perché non vi è una domanda numero 13?
A: Se siete scettici sul RAID, sull'Alta Affidabilità e UPS
probabilmente è una buona idea l'essere anche superstiziosi.
Male non può fare, no?
16.
D: Il QuickStart dice che mdstop serve solo ad essere sicuri che i
dischi siano in sincronia. È REALMENTE necessario? Non è abbastanza
smontare il filesystem?
R: Il comando mdstop /dev/md0:
· lo marcherà come ''pulito''. Questo ci consente di
rilevare gli shutdown sporchi dovuti, per esempio, ad un
blocco del kernel o ad un malfunzionamento
nell'alimentazione.
· metterà in sincronia i dischi del dispositivo. Questa è
una cosa meno importante dello smontare il filesystem ma
è importante se l'accesso a /dev/md0 avviene direttamente
invece che attraverso un filesystem (ad esempio come nel
caso di e2fsck).
5. Risoluzione dei problemi di installazione
1. D: Quale è attualmente la patch più stabile e conosciuta per RAID
nei kernel della serie 2.0.x?
R: Al 28 Settembre 1997 è (riporto letteralmente. ndt)
"2.0.30 + pre-9 2.0.31 + Werner Fink's swapping patch + the
alpha RAID patch". A Novembre 1997, è 2.0.31 + ... !?
2. D Le patch per il RAID non vengono correttamente installate. Dov'è
l'errore?
R: Assicuratevi che /usr/include/linux sia un link simbolico
a /usr/src/linux/include/linux.
Assicuratevi che i nuovi files raid5.c, etc. siano stati
copiati nei posti giusti. A volte il comando patch non crea
nuovi files. Provate con l'opzione -f del comando patch.
3. D: Durante la compilazione di raidtools 0.42, il compilatore si
blocca mentre cerca di includere <pthread.h> ma questo file non
esiste nel mio sistema. Come posso correggere questo errore?
R: raidtools-0.42 richiede linuxthreads-0.6 da:
<ftp://ftp.inria.fr/INRIA/Projects/cristal/Xavier.Leroy> In
alternativa si possono usare le glibc v2.0.
4. D: Ottengo il messaggio: mdrun -a /dev/md0: Invalid argument
R: Si deve usare mkraid per inizializzare il set RAID prima
che venga usato per la prima volta. mkraid si assicura del
fatto che il sistema RAID sia inizialmente in uno stato di
coerenza cancellando le partizioni RAID. In aggiunta,mkraid
si occuperà di creare i superblock RAID.
5. D: Ottengo il messaggio: mdrun -a /dev/md0: Invalid argument La
procedura di setup è stata:
· compilazione di raid come modulo del kernel
· è stata seguita la normale procedura di installazione ...
mdcreate, mdadd, etc.
· il comando cat /proc/mdstat produce questo output:
Personalities :
read_ahead not set
md0 : inactive sda1 sdb1 6313482 blocks
md1 : inactive
md2 : inactive
md3 : inactive
· mdrun -a genera il messaggio di errore /dev/md0: Invalid argument
R: Si provi ad eseguire lsmod (o, in alternativa, cat
/proc/modules) per vedere se i moduli raid sono stati cari
cati. Se non lo sono stati, possono essere caricati in
maniera esplicita con i comandi modprobe raid1 o modprobe
raid5. In alternativa, se usate l'autoloader e se credete
che kerneld debba caricarli e non lo fa, potrebbe essere a
causa del fatto che il loader manca delle informazioni che
servono per caricare i moduli. Modificate /etc/conf.modules
aggiungendo le linee seguenti:
alias md-personality-3 raid1
alias md-personality-4 raid5
6. D: Durante l'esecuzione del comando mdadd -a si ha l'errore:
/dev/md0: No such file or directory. Sembra però che non vi siano
/dev/md0 da nessuna parte. E adesso?
R: Il package raid-tools crea questi dispositivi quando
viene eseguito il comando make install come utente root. In
alternativa, si può fare così:
cd /dev
./MAKEDEV md
7. D: Dopo aver creato un sistema raid su /dev/md0, provo a montarlo
ma ottengo il seguente errore: mount: wrong fs type, bad option,
bad superblock on /dev/md0, or too many mounted file systems. Cosa
c'è che non va?
R: Si deve creare un file system su /dev/md0 prima che sia
possibile montarlo. Usare mke2fs.
8. D: Truxton Fulton ha scritto:
Sul mio sistema Linux 2.0.30, mentre eseguivo mkraid su un
dispositivo RAID-1, durante la pulizia delle due distinte
partizioni ho visto apparire sulla console gli errori "Can
not allocate free page" e altri errori "Unable to handle
kernel paging request at virtual address ..." risultavano
nel log di sistema. A questo punto il sistema è diventato
pressoché inutilizzabile, ma si è poi ristabilito dopo un
po'. L'operazione sembra essersi conclusa senza errori e
adesso utilizzo senza problemi il mio dispositivo RAID-1.
Comunque quegli errori continuano a sconcertarmi. Qualche
idea?
R: Questo era un bug ben conosciuto nei kernel 2.0.30. È
stato corretto nel kernel 2.0.31; in alternativa si può
tornare al 2.0.29.
9. D: Non riesco ad eseguire mdrun su un dispositivo RAID-1, RAID-4 o
RAID-5. Se provo ad eseguire mdrun su un dispositivo aggiunto con
mdadd mi viene dato il messaggio ''invalid raid superblock magic''.
R: Assicurarsi che sia stata seguita la parte della proce
dura di installazione dove viene utilizzato mkraid.
10.
D: Quando accedo a /dev/md0 il kernel se ne esce con molti errori
tipo md0: device not running, giving up ! e I/O error.... Ho
aggiunto con successo i miei dispositivi al dispositivo virtuale.
R: Per essere utilizzabile un dispositivo deve essere in
funzione. Si usi il comando mdrun -px /dev/md0 dove x è 1
per linear, 0 per RAID-0 o 1 per RAID-1, etc.
11.
D: Ho creato un dispositivo md lineare con 2 dispositivi. cat
/proc/mdstat mi dice la grandezza totale del dispositivo ma df mi
fa vedere solo le dimensioni del primo dispositivo fisico
R: Si deve eseguire mkfs su un nuovo dispositivo md prima di
usarlo per la prima volta, in modo tale che il filesystem
copra tutto il dispositivo.
12.
D: Ho configurato /etc/mdtab usando mdcreate, ho poi eseguito
mdadd, mdrun e fsck sulle mie due partizioni /dev/mdX. Prima del
reboot sembra tutto a posto. Appena effettuo il reboot fsck mi dà
errori su tutte e due le partizioni: fsck.ext2: Attempt to read
block from filesystem resulted in short read while trying too open
/dev/md0. Perché?! Come posso fare a correggerlo?!
R: Durante il processo di boot, le partizioni RAID devono
essere messe in funzione prima che vengano controllate da
fsck. Questo deve essere fatto in uno degli script di boot.
In qualche distribuzione fsck è eseguito da /etc/rc.d/rc.S,
in altre è eseguito da /etc/rc.d/rc.sysinit. Si modifichino
questi file in modo da eseguire mdadd -ar *prima* di fsck
-A. Ancora meglio, suggerisco che venga eseguito ckraid se
mdadd restituisce un codice di errore. Come fare ciò è dis
cusso in maggiore dettaglio nella domanda 14 della sezione
''Riparare gli errori''. (Qui l'originale inglese sembra
incoerente, in quanto la domanda 14 della sezione menzionata
non è attinente. La domanda più attinente sembra essere la
7 della sezione "Considerazioni sul setup e sull'instal
lazione". ndt)
13.
D: Quando provo a far funzionare un serie di partizioni più grandi
di 4 GB mi viene dato il seguente messaggio: invalid raid
superblock magic
R: Questo bug è stato corretto. (Settembre 97) Assicuratevi
di avere l'ultima versione del codice RAID.
14.
D: Quando provo ad eseguire mke2fs su una partizione più grande di
2 GB mi viene dato il messaggio Warning: could not write 8 blocks
in inode table starting at 2097175
R: Questo sembra essere un problema con mke2fs (Novembre 97)
Un rimedio temporaneo consiste nel procurarsi il codice di
mke2fs e aggiungere #undef HAVE_LLSEEK a
e2fsprogs-1.10/lib/ext2fs/llseek.c subito prima del primo
#ifdef HAVE_LLSEEK e quindi ricompilare mke2fs.
15.
D: ckraid non riesce a leggere /etc/mdtab
R: Il formato del file di configurazione usato per
RAID0/linear in /etc/mdtab è obsoleto, anche se sarà suppor
tato ancora per un po'. I file di configurazione usati
attualmente sono chiamati /etc/raid1.conf, etc.
16.
D: I moduli delle personality (raid1.o) non vengono caricati
automaticamente; si deve eseguire modprobe manualmente prima di
eseguire mdrun. Come posso ovviare all'inconveniente?
R: Per il caricamento automatico dei moduli, si possono
aggiungere le seguenti linee a /etc/conf.modules:
alias md-personality-3 raid1
alias md-personality-4 raid5
17.
D: Ho aggiunto con mdadd 13 dispositivi e adesso sto cercando di
eseguire mdrun -p5 /dev/md0, ma mi viene dato il messaggio:
/dev/md0: Invalid argument
R: La configurazione predefinita di software RAID prevede 8
dispositivi reali. Editare linux/md.h, modificare #define
MAX_REAL=8 con un numero più alto e ricompilare il kernel.
18.
D: Non riesco a far funzionare md su delle partizioni nella nostra
ultima SPARCstation 5. Sospetto che sia qualcosa che ha a che fare
con le etichette di volume.
R: Le etichette di volume Sun risiedono nel primo 1K di una
partizione. Per RAID-1 le etichette di volume Sun non sono
un problema poiché ext2fs salterà l'etichetta di ogni mir
ror. Per gli altri livelli RAID (0, linear e 4/5) questo
sembra essere un problema; non si è arrivati ancora ad una
causa certa (Dicembre 97).
6. Hardware & Software Supportato
1. D: Ho un adattatore SCSI della marca XYZ (con o senza diversi
canali) e dischi di marche PQR e LMN, funzioneranno con md per
creare una personality linear/stripped/mirrored?
R: Si! Software RAID funzionerà con ogni controller di dis
chi (IDE o SCSI) e con ogni disco. Non c'è bisogno che i
dischi siano identici e nemmeno i controller. Per esempio un
mirror RAID può essere creato una metà con dischi SCSI e
l'altra metà con dischi IDE. I dischi non devono neppure
essere delle stesse dimensioni. Non ci sono restrizioni
nella scelta e disposizione dei dischi e dei controller.
Questo a causa del fatto che Software RAID lavora con le
partizioni e non direttamente con il disco. La sola
raccomandazione da fare per il RAID livelli 1 e 5 è che le
partizioni dei dischi che dovranno essere usate insieme
siano delle stesse dimensioni. Se le partizioni che
compongono una serie di dischi RAID 1 o 5 non sono delle
stesse dimensioni lo spazio in eccesso nella partizione più
grande andrà perduto.
2. D: Ho un BT-952 a doppio canale, e la confezione asserisce che
supporta il RAID hardware livelli 0, 1 e 0+1. Ho messo su un set
RAID con due dischi, la scheda sembra riconoscerli durante
l'esecuzione delle routine di avvio del suo BIOS. Ho letto il
codice sorgente del driver ma non ho trovato riferimenti ad un
supporto per il RAID hardware. Qualcuno ci sta lavorando?
R: Le schede Mylex/BusLogic FlashPoint con RAIDPlus sono in
effetti RAID software e per nulla RAID hardware. RAIDPlus è
supportato solo su Windows 95 e Windows NT, non su Netware o
su piattaforma Unix. Esclusi il boot e la configurazione la
gestione del RAID avviene tramite driver del S.O.
Anche se in teoria il supporto per RAIDPlus sia possibile in
Linux, l'implementazione del RAID-0/1/4/5 nel kernel di
Linux è molto più flessibile e dovrebbe avere performance
superiori, quindi ci sono poche ragioni per decidere di
supportare direttamente RAIDPlus.
3. D: Voglio installare RAID su un computer SMP. RAID è adatto a SMP?
R: "Penso di si" è la migliore risposta disponibile al
momento (Aprile 98). Diversi utenti dicono di aver usato
RAID con SMP per circa un anno senza problemi. Comunque
alla data di Aprile 98 (circa kernel 2.1.9x), i seguenti
problemi sono stati notati sulla mailing list:
· I driver Adaptec AIC7xxx SCSI non sono del tutto adatti a
SMP (nota generica: gli adattatori Adaptec hanno una
lunga storia di problemi e disfunzionamenti. Anche se
sembrano essere gli adattatori SCSI più disponibili,
diffusi e a buon mercato gli Adaptec andrebbero evitati.
Dopo aver calcolato il tempo perso, le frustrazioni e i
dati andati perduti capirete che gli Adaptec sono il più
costoso errore che abbiate mai fatto. Detto questo, se
avete problemi legati a SMP con il kernel 2.1.88, provate
la patch su ftp://ftp.bero-
online.ml.org/pub/linux/aic7xxx-5.0.7-linux21.tar.gz Non
sono sicuro del fatto che questa patch sia stata inclusa
negli ultimi kernel 2.1.x. Per altre informazioni date
un'occhiata agli archivi di mail del Marzo 98 su
http://www.linuxhq.com/lnxlists/linux-raid/lr_9803_01/
Come sempre, dato il fatto che i kernel sperimentali
della serie 2.1.x sono soggetti a continui cambiamenti, i
problemi descritti in queste mailing list potrebbero o
non potrebbero essere stati risolti nel frattempo.
Caveat Emptor.)
· È stato riferito che IO-APIC con RAID-0 su SMP non
funziona su 2.1.90
7. Modificare una installazione preesistente
1. D: I dispositivi MD linear sono espandibili? Si può aggiungere un
nuovo drive/partizione e vedere così aumentata la capienza del
filesystem preesistente?
D: Miguel de Icaza <miguel@luthien.nuclecu.unam.mx> ha
scritto:
Ho cambiato il codice di ext2fs per renderlo capace di
trattare dispositivi multipli, modificando l'assunzione
precedente che assegnava ad un filesystem un solo disposi
tivo.
Così quando si vuole espandere un filesystem basta eseguire
un'utilità che apporta le modifiche appropriate sul nuovo
dispositivo (la partizione extra) e poi basta solo far
sapere al sistema di estendere il fs usando il dispositivo
specificato.
Il filesystem può essere esteso con dei nuovi dispositivi
mentre il sistema sta funzionando, senza bisogno di doverlo
arrestare (e quando avrò altro tempo potrete rimuovere dei
dispositivi da un volume ext2, ancora senza nemmeno dover
andare in modalità single-user o fare altre cose come
questa).
Potete procurarvi la patch per il kernel 2.1.x sulla mia web
page:
<http://www.nuclecu.unam.mx/~miguel/ext2-volume>
2. D: Posso aggiungere dei dischi ad un sistema RAID-5?
R: Attualmente, (Settembre 1997), no, non senza cancellare
tutti i dati. Una utilità di conversione che lo permetta
ancora non esiste. Il problema è che la struttura e l'effet
tiva disposizione in un sistema RAID-5 dipende dal numero
dei dischi che ne fanno parte.
Ovviamente si possono aggiungere dei dischi facendo un
backup del sistema su nastro, cancellando tutti i dati, cre
ando un nuovo sistema e recuperando i dati dal nastro.
3. D: Cosa potrebbe succedere al mio set RAID1/RAID0 se sposto uno dei
drive facendo diventare da /dev/hdb a /dev/hdc?
A causa dei problemi di grandezza/stupidità con i cablaggi/cabinet
devo mettere i miei set RAID sullo stesso controller IDE (/dev/hda
e /dev/hdb). Adesso che ho messo a posto un po' di cose vorrei
muovere /dev/hdb in /dev/hdc.
Cosa potrebbe succedere se mi limito a cambiare i files /etc/mdtab
e /etc/raid1.conf in modo che riflettano la nuova posizione?
R: Nel caso del RAID-0/linear, si deve stare attenti nello
specificare i drive esattamente nello stesso ordine. Quindi
nell'esempio di cui sopra il file di configurazione origi
nale era:
mdadd /dev/md0 /dev/hda /dev/hdb
E il nuovo file di configurazione *deve* essere
mdadd /dev/md0 /dev/hda /dev/hdc
Per quanto riguarda RAID-1/4/5, il ''numero RAID'' del drive
viene memorizzato nel suo superblock RAID e quindi l'ordine
nel quale vengono indicati i dischi non è importante.
Il RAID-0/linear non ha un superblock a causa del suo vec
chio design e del desiderio di mantenere la compatibilità
con questo vecchio design.
4. D: Posso convertire un mirror RAID-1 formato da due dischi in una
serie di tre dischi RAID-5?
R: Si. Micheal della BizSystems ha trovato un modo per farlo
abilmente e astutamente. Però, come virtualmente tutte le
manipolazioni di sistemi RAID una volta che essi contengono
dati, è pericoloso e soggetto ad errore umano. Fate un
backup prima di cominciare.
Ipotizzo la seguente configurazione:
---------------------------------------------
dischi
originale: hda - hdc
partizioni raid1 hda3 - hdc3
nome dispositivo raid /dev/md0
nuovo hda - hdc - hdd
partizioni raid5 hda3 - hdc3 - hdd3
nome dispositivo raid: /dev/md1
Si sostituiscano i nomi dei dischi e delle partizioni in modo
da riflettere la propria configurazione di sistema.
Questo vale anche per tutti gli esempi di file di configurazione.
--------------------------------------------
FATE UN BACKUP PRIMA DI FARE QUALSIASI ALTRA COSA
1) ricompilare il kernel per includere sia il supporto raid1 che quello raid5
2) installare il nuovo kernel e accertarsi che siano presenti le
personality raid
3) disabilitare la partizione ridondante sul sistema raid 1. Se questa è
la partizione di root (la mia lo era) dovrete stare più attenti.
Fare il reboot del sistema senza mettere in funzione i dispositivi raid
o fate ripartire il sistema da uno di recupero (i tool raid dovranno essere
disponibili)
fate partire raid1 in modalità non ridondante
mdadd -r -p1 /dev/md0 /dev/hda3
4) configurate raid5 con un 'buffo' file di configurazione, si noti che
non viene nominato hda3 e che hdc3 è ripetuto. Questo serve poiché
i tool raid non accettano una simile impostazione.
-------------------------------
# configurazione raid-5
raiddev /dev/md1
raid-level 5
nr-raid-disks 3
chunk-size 32
# disposizione algoritmo di parità
parity-algorithm left-symmetric
# dischi spare per ricostruzione a caldo
nr-spare-disks 0
device /dev/hdc3
raid-disk 0
device /dev/hdc3
raid-disk 1
device /dev/hdd3
raid-disk 2
---------------------------------------
mkraid /etc/raid5.conf
5) attivare il sistema raid5 in modalità non ridondante
mdadd -r -p5 -c32k /dev/md1 /dev/hdc3 /dev/hdd3
6) create un filesystem sul dispositivo raid5
mke2fs -b {blocksize} /dev/md1
la dimensione del blocco raccomandata da alcuni è di 4096 al posto della
predefinita 1024. Questo migliora l'utilizzazione della memoria da parte
del kernel e delle routine raid facendo coincidere la grandezza del blocco
con quella della pagina. Io ho trovato un compromesso su 2048 a causa del
fatto che ho un numero relativamente alto di file piccoli nel mio sistema.
7) montate da qualche parte i due dispositivi raid
mount -t ext2 /dev/md0 mnt0
mount -t ext2 /dev/md1 mnt1
8) spostate i dati
cp -a mnt0 mnt1
9) verificate che i due set di dati siano identici
10) fermate ambedue i dispositivi raid
11) correggete le informazioni contenute nel file raid5.conf
cambiate /dev/md1 in /dev/md0
cambiate il primo disco da leggere in /dev/hda3
12) portare il nuovo sistema in modalità ridondante
(QUESTO DISTRUGGE LE RIMANENTI INFORMAZIONI raid1)
ckraid --fix /etc/raid5.conf
8. Domande sulle performance, sui tool e domande stupide in genere
1. D: Ho creato un dispositivo RAID-0 con /dev/sda2 e /dev/sda3. Il
dispositivo è molto più lento di una singola partizione. Ma allora
md è un ammasso di robaccia?
R: Per usufruire di un dispositivo RAID-0 che funzioni alla
massima velocità, si devono utilizzare partizioni di dischi
differenti. Oltretutto, mettendo le due metà di un mirror su
di un solo disco non ci si cautela da nessun tipo di malfun
zionamento del disco.
2. D: Dove è la necessità di avere RAID-linear quando RAID-0 fa le
stesse cose con migliore efficienza?
R: Il fatto che RAID-0 abbia sempre una performance migliore
non è cosa ovvia; in effetti, in qualche caso, le cose
potrebbero andare peggio. Il filesystem ext2fs distribuisce
i file su tutta la partizione, e cerca di mantenere contigui
tutti i blocchi di un file, nel tentativo di impedirne la
frammentazione. Quindi ext2fs si comporta "come se" ci fosse
una striscia (di dimensioni variabili) per ogni file. Se
diversi dischi vengono concatenati in un dispositivo RAID-
linear, statisticamente i file verranno distribuiti su ogni
disco. Quindi, almeno per ext2fs, RAID-linear si comporta in
maniera molto simile a un RAID-0 con delle ampie strisce. Al
contrario RAID-0 con strisce piccole può causare un'ecces
siva attività del disco che può portare ad un forte degrado
delle prestazioni se si accede contemporaneamente a diversi
grandi file.
In molti casi RAID-0 può risultare facile vincitore. Si
immagini, per esempio un grande file di database. Poiché
ext2fs cerca di raggruppare insieme tutti i blocchi di un
file, vi sono buone possibilità che esso finisca in un solo
disco se si utilizza RAID-linear o finisca diviso in
molteplici strisce se si usa RAID-0. Si immaginino adesso un
certo numero di thread (del kernel) che stanno tentando di
accedere al database in maniera casuale. Sotto RAID-linear
tutti gli accessi finirebbero con il dover essere
soddisfatti da un solo disco che finirebbe con l'essere
inefficiente se paragonato alla possibilità di accessi
multipli paralleli che RAID-0 consente.
3. D: Come si comporta RAID-0 in una situazione nella quale le diverse
partizioni di stripe hanno dimensioni diverse? Le strisce vengono
distribuite uniformemente?
R: Per comprendere meglio aiutiamoci con un esempio che
coinvolge tre partizioni; una da 50Mb, una da 90Mb e una da
125Mb.
Chiamiamo D0 il disco da 50Mb, D1 il disco da 90Mb e D2
quello da 125Mb. Quando si fa partire il dispositivo, il
driver calcola le 'strip zones' (letteralmente "zone di
striscia". ndt). In questo caso vengono individuate 3 zone,
così definite:
Z0 : (D0/D1/D2) 3 x 50 = 150MB totali in questa zona
Z1 : (D1/D2) 2 x 40 = 80MB totali in questa zona
Z2 : (D2) 125-50-40 = 35MB totali in questa zona.
Si può notare come la dimensione totale delle zone sia la
dimensione del dispositivo virtuale, ma la distribuzione
delle strisce varia in funzione della zona. Z2 è ineffi
ciente, poiché contenuta in un solo disco.
Poiché ext2fs e molti altri filesystem di Unix distribuis
cono i file su tutto il disco, si ha il 35/265 = 13% di
probabilità che i dati finiscano su Z2, e quindi non benefi
cino dello striping.
(DOS cerca di riempire un disco partendo dall'inizio e
andando verso la fine e quindi i file più vecchi finirebbero
in Z0. Questo tipo di approccio porta però ad una pesante
frammentazione, e questo è il perché nessun altro oltre a
DOS gestisce il disco in questa maniera).
4. D: Ho dei dischi di marca X e un controller di marca Y, sto
considerando se usare md. Ma il throughput aumenta sensibilmente?
Le prestazioni sono notevolmente migliori?
R: La risposta dipende dalla configurazione che si usa.
Prestazioni di Linux MD RAID-0 e RAID-linear:
Se il sistema deve sopperire ad un alto numero di
richieste di I/O, statisticamente qualcuna andrà su un
disco e qualcun'altra su un altro. Quindi le
prestazioni migliorano rispetto ad un singolo disco.
Ma il miglioramento effettivo dipende molto dai dati,
dalla dimensione delle strisce e da altri fattori. In
un sistema con basso carico di I/O le prestazioni sono
uguali a quelle di un singolo disco.
Prestazioni in lettura di Linux MD RAID-1(mirroring):
MD implementa il bilanciamento in lettura. Quindi il
codice RAID-1 distribuirà il carico su ognuno dei
dischi nel mirror (due o più), effettuando operazioni
alternate di lettura da ognuno di essi. In una
situazione con basso carico di I/O questo non
influisce per niente sulle prestazioni: dovrete
aspettare che un disco abbia finito di leggere. Ma con
due dischi in una situazioni di alto carico di I/O la
performance in lettura può raddoppiare visto che le
letture possono essere effettuate in parallelo da
ciascuno dei due dischi. Per N dischi nel mirror, la
prestazione può essere N volte migliore.
Prestazioni in scrittura di Linux MD RAID-1 (mirroring):
Si deve attendere che la scrittura sia stata
effettuata su tutti i dischi del mirror. Questo a
causa del fatto che una copia dei dati deve essere
scritta su ogni disco del mirror. Quindi le
prestazioni saranno quasi uguali a quelle di un
singolo disco in scrittura.
Prestazioni in lettura di Linux MD RAID-4/5:
Statisticamente un dato blocco può trovarsi in un
qualsiasi disco di una serie, e quindi le prestazioni
in lettura di RAID-4/5 somigliano molto a quelle di
RAID-0. Esse variano in funzione dei dati, della
dimensione delle strisce e del tipo di utilizzo. Le
prestazioni in lettura non saranno buone quanto quelle
di una serie di dischi in mirror.
Prestazioni in scrittura di Linux MD RAID-4/5:
Questo sistema è in genere considerevolmente più lento
di un disco singolo. Questo a causa del fatto che la
parità dovrà essere scritta su un disco e i dati su un
altro. E per poter calcolare la nuova parità quella
vecchia e i vecchi dati devono prima essere letti.
Viene quindi effettuato un XOR fra i vecchi dati, i
nuovi dati e la vecchia parità: questo richiede
numerosi cicli di CPU e diversi accessi al disco.
5. D: Quale configurazione ottimizza le prestazioni di RAID?
R: Interessa più massimizzare il throughput o diminuire la
latenza? Non vi è una facile risposta dato il grande numero
di fattori che influenzano la performance:
· sistema operativo - l'accesso al disco è effettuato da un
solo processo o da più thread?
· applicazioni - accedono ai dati in maniera
sequenziale o in maniera casuale?
· file system - raggruppa i file o li
distribuisce (ext2fs raggruppa insieme i blocchi di un
file e distribuisce i file)
· driver del disco - numero di blocchi di read ahead (è
un parametro impostabile)
· hardware CEC - un drive controller o più?
· hd controller - gestisce la coda di richieste
multiple? Ha una cache?
· hard drive - dimensioni del buffer della
memoria cache -- è abbastanza ampia da gestire la
quantità e la velocità degli accessi in scrittura di cui
si ha bisogno?
· caratteristiche fisiche del disco - blocchi per cilindro
-- accedere a blocchi su differenti cilindri porta il
disco ad effettuare molte operazioni di seek.
6. D: Quale è la configurazione di RAID-5 che ottimizza la
performance?
R: Poiché RAID-5 genera un carico di I/O che è uniformemente
distribuito su diversi dischi, le prestazioni migliori si
otterranno quando il set RAID viene bilanciato usando drive
identici, controller identici e lo stesso (basso) numero di
drive su ciascun controller.
Si noti comunque che l'uso di componenti identici alzerà la
probabilità di malfunzionamenti multipli e simultanei
dovuti, per esempio a degli sbalzi repentini, al surriscal
damento o a problemi di alimentazione durante un temporale.
Questo tipo di rischio può essere ridotto utilizzando dis
positivi di marca e modello differenti.
7. D: Quale è la dimensione ottimale di un blocco per un sistema
RAID-4/5?
R: Nell'uso dell'implementazione attuale (Novembre 1997) di
RAID-4/5 è fortemente raccomandato che il filesystem venga
creato con mke2fs -b 4096 al posto della dimensione pre
definita del blocco che è di 1024 byte.
Questo perché l'attuale implementazione di RAID-5 alloca una
pagina di memoria di 4K per ogni blocco del disco; se un
blocco del disco fosse grande solo 1K il 75% della memoria
allocata da RAID-5 per l'I/O non verrebbe usata. Se la
grandezza del blocco del disco è uguale a quella della
pagina di memoria il driver può (potenzialmente) usare tutta
la pagina. Quindi, su un filesystem con dei blocchi da 4096
invece che da 1024, il driver RAID potrà potenzialmente
gestire una coda di richieste di I/O quattro volte più
grande senza usare memoria aggiuntiva.
Nota: le considerazioni precedenti non si applicano ai
driver Software RAID-0/1/linear.
Nota: le considerazioni sulla pagina di memoria da 4K sono
da applicare all'architettura Intel x86. Le dimensioni della
pagina di memoria su Alpha, Sparc e altre CPU sono
differenti; credo che siano 8k su Alpha/Sparc (????).
Aggiustate le asserzioni precedenti in maniera da tenerne
conto.
Nota: se il vostro filesystem contiene un grande numero di
piccoli file (file più piccoli di 10KBytes), una frazione
considerevole di spazio disco andrà perduta. Questo a causa
del fatto che la dimensione dello spazio disco allocata dal
filesystem è un multiplo della dimensione del blocco.
Allocare dei blocchi di grosse dimensioni per dei piccoli
file porta chiaramente ad uno spreco di spazio disco; quindi
si potrebbe voler continuare ad utilizzare blocchi di
piccole dimensioni, avere una una capacità di
immagazzinamento maggiore e non preoccuparsi della memoria
"persa" a causa del fato che le dimensioni della pagina e
del blocco non combaciano.
Nota: molti sistemi ''tipici'' non contengono così tanti
piccoli file. Comunque, anche se ci fossero centinaia di
piccoli file, questo potrebbe portare alla perdita di 10 -
100 MB di spazio disco, che probabilmente è un compromesso
accettabile per avere buone prestazioni se si usano hard
disk multi-gigabyte.
Nel caso dei news server, ci potrebbero essere decine o
centinaia di migliaia di piccoli file. In questi casi i
blocchi di dimensioni minori, e quindi una maggiore capacità
di immagazzinamento, potrebbero essere più importanti
dell'efficienza dello scheduling di I/O.
Nota: esiste un filesystem sperimentale per Linux che
memorizza piccoli file e pezzi di file in un solo blocco.
Apparentemente questo influisce in maniera positiva sulla
performance quando la dimensione media dei file è molto più
piccola della dimensione del blocco.
Nota: Le prossime versioni potrebbero implementare dei
dispositivi che renderanno obsolete queste discussioni.
Comunque sia la loro implementazione è difficoltosa a causa
del fatto che la allocazione dinamica a tempo di esecuzione
può portare a dei blocchi; l'implementazione attuale
effettua una pre-allocazione statica.
8. D: Quanto influenza la velocità del mio dispositivo RAID-0, RAID-4
o RAID-5 la grandezza del chunk (grandezza della striscia)?
R: La grandezza del chunk è la quantità di dati contigui nel
dispositivo virtuale che sono contigui anche nel dispositivo
fisico. In questo HOWTO "chunk" e "striscia" sono la stessa
cosa: quella che è comunemente chiamata "striscia" in altre
documentazioni su RAID, nelle pagine del manuale di MD è
chiamata "chunk". Si parla di strisce o chunk solo per RAID
0, 4 e 5 poiché le strisce non vengono utilizzate nel mir
roring (RAID-1) e nella semplice concatenazione (RAID-lin
ear). Le dimensioni della striscia influenzano il tempo di
latenza (ritardo) nella lettura e nella scrittura, il
throughput (larghezza di banda) e la gestione di operazioni
indipendenti (l'abilità di provvedere a richieste di I/O
simultanee che si accavallano)
Posto che si usino il filesystem ext2fs e le impostazioni
attuali del kernel che regolano il read-ahead, le strisce di
grosse dimensioni risultano quasi sempre essere una scelta
migliore rispetto a quelle di piccole dimensioni, e strisce
di dimensioni confrontabili con la grandezza di un quarto di
cilindro del disco potrebbero essere ancora migliori. Per
capire questa affermazione, consideriamo gli effetti delle
strisce grandi su file piccoli, e delle strisce piccole sui
file grandi. La dimensione delle strisce non influenza le
prestazioni durante la lettura di piccoli file: per una
serie di N dischi il file ha 1/N probabilità di essere
interamente contenuto in una striscia in uno dei dischi.
Quindi sia la larghezza di banda che la latenza in lettura
sono comparabili a quelle di un singolo disco. Ipotizzando
il fatto che i file piccoli siano distribuiti in maniera
statisticamente uniforme nel filesystem (e, se si usa il
filesystem ext2fs, questo dovrebbe essere vero) il numero
delle letture simultanee sovrapposte può essere circa N
volte maggiore, senza collisioni significanti. Al contrario,
se vengono utilizzate strisce di dimensioni molto ridotte e
un file grande viene letto sequenzialmente, vi sarà un
accesso in lettura da ogni disco del sottosistema. Nella
lettura di un singolo file di grandi dimensioni, la latenza
sarà almeno raddoppiata, e la probabilità che un blocco si
trovi molto distaccato dagli altri aumenterà. Si noti
comunque ciò che si ottiene: la larghezza di banda può
aumentare di al più N volte nella lettura di un singolo file
di grandi dimensioni, poiché N dischi lo leggono
simultaneamente (se viene usato il read-ahead per mantenere
attivi tutti i dischi). Ma vi è anche un effetto secondario
controproducente: se tutti i drive sono occupati nella
lettura di un singolo, grande file, il tentativo di leggere
un secondo, un terzo file allo stesso tempo causerà un grave
contenzioso, e degraderà le prestazioni a causa del fatto
che gli algoritmi del disco lo porteranno ad effettuare
numerosi seek. Quindi, strisce di grosse dimensioni danno
quasi sempre i risultati migliori. L'unica eccezione è
costituita dalla situazione nella quale si accede ad un
singolo file di grandi dimensioni e si richiede la maggiore
larghezza di banda possibile e si usa anche un buon
algoritmo di read-ahead, in questo caso sarebbero
desiderabili strisce di piccole dimensioni.
Si noti che in precedenza questo HOWTO ha raccomandato
strisce di piccole dimensioni per i news spool o per altri
sistemi con un gran numero di piccoli file. Questo è stato
un cattivo consiglio, ed ecco perché: i news spool
contengono non solo molti piccoli file ma anche file
sommario di grandi dimensioni e grandi directory. Se il file
sommario è più grande della striscia, la sua lettura
comporterà un accesso su più dischi, rallentando il tutto
come se ogni disco effettuasse un seek. Similmente,
l'attuale filesystem ext2fs ricerca nelle directory in
maniera lineare e sequenziale. Quindi, per trovare un dato
file o inode, in media metà della directory verrà letta. Se
la directory è distribuita su più strisce (su più dischi),
la lettura della directory (per es. a causa del comando ls)
potrebbe rallentare notevolmente. Un grazie a Steven A.
Reisman <sar@pressenter.com> per questa correzione. Steve
ha anche aggiunto:
Ho scoperto che l'uso di una striscia da 256k dà performance
molto migliori. Sospetto che la dimensione ottimale sia
quella di un cilindro del disco (o forse la dimensione della
cache dei settori del disco). Comunque sia, oggi i dischi
hanno zone di memorizzazione con un numero di settori vari
abile (e le cache dei settori variano anche fra differenti
modelli). Non c'è un metodo per assicurarsi che le strisce
non oltrepassino i confini del cilindro.
I tool accettano le dimensioni delle strisce in KBytes. Conviene
specificare un multiplo della dimensione della pagina per la CPU che
si usa (4KB su x86).
9. D: Quale è il corretto fattore di stride da usare nella creazione
di un filesystem ext2fs sulla partizione RAID? Per stride intendo
l'opzione -R nel comando mke2fs:
mke2fs -b 4096 -R stride=nnn ...
Cosa devo mettere al posto di nnn?
R: L'opzione -R stride viene usata per comunicare al
filesystem le dimensioni delle strisce RAID. Poiché solo
RAID-0,4 e 5 usano le strisce, e RAID-1 (mirroring) e RAID-
linear non le usano, questa opzione ha senso solo per
RAID-0,4,5.
La conoscenza delle dimensioni delle strisce consente a
mke2fs di dimensionare i blocchi e i bitmap degli inode in
modo tale che non vengano a trovarsi tutti sullo stesso dis
positivo fisico. Uno sconosciuto ha contribuito alla discus
sione scrivendo:
L'ultima primavera ho notato che in una coppia di dischi uno
aveva sempre un I/O maggiore e ho attribuito la cosa a
questi blocchi di meta-dati. Ted ha aggiunto l'opzione -R
stride= in risposta alle mie spiegazioni e alla richiesta di
una soluzione.
Per un filesystem con blocchi da 4Kb e strisce da 256Kb, si potrebbe
usare -R stride=64.
Se non volete affidarvi all'opzione -R, potete ottenere un effetto
simile in modo differente. Steven A. Reisman <sar@pressenter.com>
scrive:
Un'altra questione è l'uso del filesystem su un dispositivo
RAID-0. Il filesystem ext2 alloca 8192 blocchi per ogni
gruppo. Ogni gruppo ha il proprio set di inode. Se ci sono
2, 4, o 8 dischi questi blocchi si accumulano nel primo
disco. Ho distribuito gli inode su tutti i drive impostando
mke2fs in modo da allocare solo 7932 blocchi per gruppo.
Qualche pagina di mke2fs non descrive l'opzione [-g blocks-per-group]
usata in questa operazione
10.
D: Dove posso mettere i comandi md negli script di avvio, in modo
tale che tutto parta automaticamente al boot?
R: Rod Wilkens <rwilkens@border.net> scrive:
Quello che ho fatto è stato mettere ``mdadd -ar'' nel
``/etc/rc.d/rc.sysinit'' subito dopo il punto nel quale il
kernel carica i moduli, e prima del controllo dischi di
``fsck''. In questa maniera si può mettere il dispositivo
``/dev/md?'' in ``/etc/fstab''. Quindi ho messo il comando
``mdstop -a'' subito dopo il comando ``umount -a'' nel file
``/etc/rc.d/init.d/halt''.
Nel caso si usi raid-5 si dovrà fare attenzione al codice di uscita di
mdadd e, nel caso indichi un errore, eseguire
ckraid --fix /etc/raid5.conf
per riparare i danni.
11.
D: Mi chiedo se sia possibile configurare lo striping su più di 2
dispositivi in md0? Questo per un news server, e io ho 9 dischi...
Non c'è bisogno che dica che ne servono molti più di due. È
possibile?
A: Si. (descrivere come)
12.
D: Quando Software RAID è superiore al RAID Hardware?
R: Normalmente il RAID hardware è considerato superiore al
RAID Software, poiché i controller hardware dispongono
spesso di una capiente cache e possono effettuare una pro
grammazione migliore delle operazioni in parallelo. Comunque
il software RAID integrato può (e lo fa) avvantaggiarsi
della sua integrazione con il sistema operativo.
Per esempio, ... ummm. Oscura descrizione del caching dei
blocchi ricostruiti nella cache del buffer tralasciata ...
È stato riferito che, su un sistema SMP con doppio PPro,
software RAID supera le prestazioni di un hardware RAID di
ben nota marca di un fattore variabile da 2 a 5.
Software RAID è anche un'opzione molto interessante per
sistemi server ridondanti ad altro gradi di affidabilità.
In questa configurazione due CPU sono collegate ad un set di
dischi SCSI. Se un server si blocca o non risponde più
l'altro server può eseguire mdadd, mdrun e mount per montare
la serie di dischi RAID, e continuare le operazioni. Questo
tipo di operazione a doppio controllo non è sempre possibile
con molti controller RAID, a causa del fatto che il
controller hardware mantiene la stessa configurazione.
13.
D: Se aggiorno la mia versione di raidtools, posso avere problemi
nella gestione di vecchi sistemi? In breve, devo ricreare i miei
sistemi RAID ogni volta che aggiorno i programmi di utilità raid?
R: No, a meno che non cambi il numero primario di versione.
Una versione di MD x.y.z consiste di tre sottoversioni:
x: Versione primaria.
y: Versione secondaria.
z: Livello di patch.
La versione x1.y1.z1 del driver RAID supporta un sistema
RAID con versione x2.y2.z2 nel caso (x1 == x2) e (y1 >= y2).
Le versioni che differiscono per il solo livello di patch
(z) sono concepite in modo da essere compatibili.
Il numero di versione secondario viene incrementato quando
la struttura del sistema RAID viene modificata in modo tale
da renderla incompatibile con le vecchie versioni del
driver. Le nuove versioni del driver manterranno la
compatibilità con i vecchi sistemi RAID.
Il numero primario di versione viene incrementato quando non
vi sono più ragioni per continuare a supportare i vecchi
sistemi RAID nel nuovo codice del kernel.
Per quanto riguarda RAID-1, è improbabile che la struttura
del disco o dei superblock venga alterata entro breve
termine. Le ottimizzazioni e le nuove funzioni
(ricostruzione, tool che implementino il multithread, hot-
plug ecc.) non vanno a modificare la struttura fisica.
14.
D: Il comando mdstop /dev/md0 dice che il dispositivo è occupato.
R: C'è un processo che ha un file aperto su /dev/md0 o
/dev/md0 è ancora montato. Chiudere il processo o eseguire
umount /dev/md0.
15.
D: Vi sono dei tool per l'analisi delle prestazioni?
R: Vi è anche un nuovo programma di utilità chiamato iotrace
nella directory linux/iotrace. Esso legge /proc/io-trace e
analizza/riporta il suo output. Se credete che le
prestazioni dei vostri dispositivi a blocchi siano poco con
vincenti, date un'occhiata all'output di iotrace.
16.
D: Leggendo i sorgenti di RAID ho visto il valore SPEED_LIMIT
impostato a 1024K/sec. Che significa? Questo rallenta le
prestazioni?
R: SPEED_LIMIT viene usato per regolare la ricostruzione
RAID quando essa avviene in automatico. Semplificando, la
ricostruzione automatica permette di effettuare e2fsck e
mount subito dopo uno shutdown sporco, senza prima dover
eseguire ckraid. La ricostruzione automatica viene usata
anche dopo la sostituzione di un disco rotto.
Per evitare un sovraccarico del sistema mentre la
ricostruzione è in corso, il processo di ricostruzione
controlla la velocità alla quale essa avviene e la rallenta
se è troppo veloce. Il limite di 1M/sec è stato scelto
arbitrariamente come ragionevole velocità che consente alla
ricostruzione di finire in un tempo accettabile, con solo un
leggero carico del sistema, in modo tale che gli altri
processi non vengano disturbati.
17.
D: E riguardo la ''spindle synchronization'' o ''disk
synchronization'' ("sincronizzazione dei dischi". ndt)?
R: La sincronizzazione dei dischi viene usata per far girare
più hard disk esattamente alla stessa velocità, in modo tale
che le loro superfici siano sempre perfettamente allineate.
Questo metodo viene usato da qualche controller hardware per
migliorare l'organizzazione degli accessi in scrittura.
Tuttavia, per quanto riguarda Software RAID, questa infor
mazione non viene usata e la sincronizzazione dei dischi può
addirittura influire negativamente sulle prestazioni.
18.
D: Come posso creare degli spazi di swap usando raid 0? Lo stripe
delle aree di swap su più di 4 dischi è realmente veloce?
R: Leonard N. Zubkoff risponde: È veramente veloce, ma non
c'è necessità di usare MD per mettere in strip le aree di
swap. Il kernel usa automaticamente le strisce su diverse
aree di swap a priorità uguale. Per esempio, la seguente
configurazione di /etc/fstab mette in stripe le aree di swap
su cinque drive suddivisi in tre gruppi:
/dev/sdg1 swap swap pri=3
/dev/sdk1 swap swap pri=3
/dev/sdd1 swap swap pri=3
/dev/sdh1 swap swap pri=3
/dev/sdl1 swap swap pri=3
/dev/sdg2 swap swap pri=2
/dev/sdk2 swap swap pri=2
/dev/sdd2 swap swap pri=2
/dev/sdh2 swap swap pri=2
/dev/sdl2 swap swap pri=2
/dev/sdg3 swap swap pri=1
/dev/sdk3 swap swap pri=1
/dev/sdd3 swap swap pri=1
/dev/sdh3 swap swap pri=1
/dev/sdl3 swap swap pri=1
19.
D: Voglio ottimizzare le prestazioni. Devo usare controller
multipli?
R: In molti casi la risposta è si. L'uso di controller mul
tipli per accedere in parallelo al disco consentirà un
incremento delle prestazioni. Ovviamente il miglioramento
effettivo dipenderà dalla vostra particolare configurazione.
Per esempio è stato riferito (Vaughan Pratt, gennaio 98) che
un singolo Cheetah da 4.3Gb collegato ad un Adaptec 2940UW
può arrivare ad un trasferimento di 14Mb/sec (senza l'uso di
RAID). Installando due dischi su un controller e usando una
configurazione RAID-0 si arriva ad una prestazione di
27Mb/sec.
Si noti che il controller 2940UW è un controller SCSI
"Ultra-Wide", capace di un trasferimento teorico di
40Mb/sec. quindi la velocità di trasferimento misurata non
sorprende. Tuttavia un controller più lento collegato a due
dischi veloci potrebbe fare da collo di bottiglia. Si noti
anche che molte periferiche SCSI out-board (ad es. i tipi
con le connessioni utilizzabili "a caldo") non possono
arrivare a 40Mb/sec a causa del rumore elettrico e di quello
dovuto al cablaggio.
Se state progettando un sistema a controller multipli tenete
a mente il fatto che molti dischi e molti controller
funzionano normalmente al 70-85% della loro velocità
massima.
Si noti anche che l'uso di un controller per disco può
ridurre la probabilità che il sistema si blocchi a causa di
un malfunzionamento dei cavi o del controller (Teoricamente
-- questo accade solo nel caso in cui il driver del
controller riesca a gestire ordinatamente un controller
rotto. Non tutti i device driver SCSI sembrano riuscire a
gestire una simile situazione senza andare in panico o
bloccarsi in altra maniera).
9. RAID ad Alta Affidabilità
1. D: RAID mi aiuta a cautelarmi dalla perdita di dati. Ma come posso
anche assicurarmi che il sistema resti funzionante il maggior tempo
possibile, e non sia soggetto a dei blocchi? Idealmente, vorrei un
sistema che funzioni 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, 365
giorni all'anno.
R: Raggiungere l'Alta Affidabilità è difficile e dis
pendioso. Più si cerca di rendere indipendente dai guasti
il sistema, più il sistema diventa difficile e costoso. I
seguenti trucchi, consigli, idee e voci non confermate forse
possono aiutarvi nella vostra ricerca.
· I dischi IDE si possono rompere in maniera tale che il
disco rotto su un cavo IDE può impedire al disco
funzionante sullo stesso cavo di rispondere, facendo
apparire la cosa come se tutti e due i dischi fossero
rotti. Poiché RAID non protegge dal malfunzionamento di
due dischi si dovrà o mettere un solo disco su un cavo
IDE o, se ci sono due dischi sullo stesso cavo, essi
devono fare parte di set RAID differenti.
· I dischi SCSI si possono rompere in maniera tale da
impedire l'accesso alle altre unità SCSI collegate in
cascata. La modalità di malfunzionamento implica un
cortocircuito del pin (condiviso dalle altre unità)
attraverso il quale viene segnalato che il dispositivo è
pronto; poiché questo collegamento è condiviso, non si
possono effettuare operazioni finché il cortocircito non
sia rimosso. Quindi, due dischi SCSI sulla stessa catena
non devono appartenere allo stesso set RAID.
· Simili considerazioni valgono anche per i controller.
Non usate tutti i canali di un controller; usate diversi
controller.
· Non usate la stessa marca o modello per tutti i dischi.
Non è improbabile che dei forti temporali ve ne possano
rompere due o più (sì, tutti usiamo degli stabilizzatori
di corrente, ma questi non sono macchine perfette). Il
caldo e l'insufficiente ventilazione del disco sono altri
killer di dischi. I dischi a buon prezzo spesso si
surriscaldano. L'uso di modelli differenti di dischi e
controller diminuisce la probabilità che qualsiasi cosa
succeda ad un disco (il caldo, uno shock fisico,
vibrazioni, sovratensioni) possa succedere anche agli
altri nello stesso modo.
· Per cautelarsi da malfunzionamenti del controller o del
PC, potrebbe essere possibile costruire un set di dischi
SCSI che sia "twin-tailed"; collegato cioé a due
computer. Un computer monta il filesystem in lettura-
scrittura, mentre il secondo computer lo monta in sola
lettura, e agisce da "hot spare" (ricambio a caldo ndt).
Quando il computer che agisce da "hot spare" viene
informato del fatto che il computer principale si è rotto
(ad es. attraverso un watchdog), toglie tensione al
computer principale (per essere sicuri che sia realmente
spento) e quindi effettua un fsck e rimonta il filesystem
in lettura-scrittura. Se qualcuno riesce a far funzionare
questa configurazione lo prego di farmi sapere.
· Usare sempre un UPS ed effettuare shutdown puliti. Anche
se uno shutdown sporco può non danneggiare i dischi,
l'esecuzione di ckraid su un sistema di dischi anche
piccolo è estremamente lenta. Oppure potete hackerare il
kernel e fare un debug del codice che riguarda la
ricostruzione a caldo...
· I cavi SCSI sono famosi per essere delle creature dal
comportamento variabile, soggette ad ogni sorta di
accidenti. Usate i migliori cavi che possiate rimediare.
Si usi il bubble-wrap per assicurarsi che i cavi non
stiano troppo vicino l'uno all'altro generando mutue
interferenze. Si osservino rigorosamente le restrizioni
sulla lunghezza dei cavi.
· Date un'occhiata a SSI (Serial Storage Architecture).
Anche se dispendiosa, si dice che sia più affidabile
della tecnologia SCSI.
· Divertitevi, è più tardi di quanto immaginiate.
10. Domande che attendono risposta
1. D: Se, per ragioni di prezzo, metto in mirror un disco lento con
uno veloce, il software sarà abbastanza scaltro da bilanciare le
richieste di lettura tenendo conto della velocità dei dischi o farà
rallentare il tutto alla velocità del disco più lento?
2. D: Per testare il thru-put del disco... c'è un dispositivo a
caratteri cui si possa accedere direttamente al posto di /dev/sdaxx
che si possa usare per valutare le prestazioni dei dischi raid??
c'è un programma GUI che si possa usare per controllare il thru-put
del disco??
11. Desiderata di MD e del relativo software
Bradley Ward Allen <ulmo@Q.Net> ha scritto:
Le idee includono:
· Parametri di boot per dire al kernel quali dispositivi
dovranno essere dispositivi MD (niente più ``mdadd'')
· Rendere MD trasparente a ``mount''/``umount'' in modo
tale che non vi siano più ``mdrun'' e ``mdstop''
· Completa integrazione nel kernel di ``ckraid'' e sua
esecuzione automatica in caso di bisogno.
(Ho già suggerito di smetterla di usare i tool e di
integrarli nel kernel; io la penso così, si parla di un
filesystem, non di un giocattolo.)
· Trattare sistemi che possano facilmente sopravvivere al
malfunzionamento (simultaneo o in momenti separati) di N
dischi, con N intero > 0 definito dall'amministratore di
sistema.
· Migliorarne il comportamento in caso di blocco del
kernel, problemi con l'alimentazione e altri shutdown
improvvisi.
· Non disabilitare l'intero disco se solo una parte di esso
si è rovinata, ad es. se gli errori di lettura sono meno
del 50% su 20 diverse richieste di accesso, si continua
ad usare il disco ignorando i settori che hanno dato
problemi.
· Settori danneggiati:
· Un meccanismo che consenta di memorizzare da qualche
parte nel disco quali settori sono danneggiati.
· Se esiste già una convenzione riconoscibile dai
filesystem di livello più alto per marcare i settori
danneggiati, questa deve essere usata. Programmarne una
se non ne esiste una riconoscibile.
· Forse in alternativa un meccanismo per fare sapere allo
strato superiore che le dimensioni del disco si sono
ridotte, magari implementando una automazione che
consenta allo strato superiore di spostare i dati dalle
aree che vengono eliminate. Questo potrebbe anche andare
bene per trattare i blocchi danneggiati.
· Nel caso non si possano realizzare le idee di cui sopra,
lasciare una piccola parte del disco (definibile
dall'amministratore di sistema) da parte per i blocchi
danneggiati (magari distribuita su tutto il disco?) e
usare questa area (la più vicina) al posto dei blocchi
danneggiati quando questi vengono scoperti. Ovviamente
questa soluzione è inefficiente. Oltretutto il kernel
dovrebbe mettere nei log, ogni volta che il sistema RAID
viene avviato, tutti i settori danneggiati e i
provvedimenti adottati nei loro riguardi con priorità
``crit'', solo per far sapere all'amministratore che il
suo disco è impolverato internamente (o ha una testina
malata).
· Dischi (dis)attivabili via software:
``disattiva questo disco''
si blocca fino a che il kernel non si è assicurato che
non vi siano dati che possono servire sul disco che
sta per essere disattivato (ad es. per completare uno
XOR/ECC/ o altra correzione di errore), quindi cessa
l'utilizzo del disco (in modo che possa essere
rimosso, ecc.)
``attiva questo disco''
esegue, se necessario, mkraid su un nuovo disco e
quindi lo utilizza per le operazioni ECC/qualsiasi,
ampliando quindi il sistema RAID5;
``ridimensiona il sistema''
reimposta il numero totale di dischi e il numero di
dischi ridondanti, spesso con il risultato di
aumentare le dimensioni del sistema RAID; sarebbe
bello poter usare questa opzione, quando serve, senza
perdere dati, ma mi viene difficile immaginare come
possa funzionare effettivamente; in ogni caso, un modo
per sospendere (possibilmente per delle ore (il kernel
dovrebbe scrivere qualcosa nei log ogni dieci secondi
in questo caso)) potrebbe essere necessario;
``attiva questo disco mentre salvi i dati''
che salvi i dati su un disco così com'è e lo inserisca
in un sistema RAID5, in modo tale che l'orrendo "salva
e ripristina" non debba essere eseguito ogni volta che
qualcuno configuri un sistema RAID5 (oppure, potrebbe
essere più semplice salvare una partizione al posto di
due, potrebbe addirittura entrare nella prima come
file compresso con gzip); infine,
``riattiva disco''
potrebbe essere un modo grazie al quale l'operatore
scavalca il SO per provare un disco che in precedenza
era risultato non funzionante (potrebbe semplicemente
chiamare "disattiva" e quindi "attiva", penso).
Altre idee dalla rete:
· rendere finalrd simile a initrd, per semplificare il boot
da raid.
· una modalità raid di sola scrittura, per rendere più
semplice quanto sopra
· Contrassegnare il sistema RAID come "pulito" quando non
siano state effettuate "mezze scritture". -- Sarebbe come
dire che non vi sono operazioni di scrittura finite su un
disco e ancora da ultimare su un altro disco.
Aggiungere un timeout che segnali "inattività in
scrittura" (per evitare seek frequenti al superblock RAID
quando il sistema RAID è relativamente occupato.)
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