Configurar RAID de software no Linux

Artigo
02/02/2017

É um cenário comum usar o software RAID em máquinas virtuais Linux no Azure para apresentar vários discos de dados anexados como um único dispositivo RAID. Normalmente, isso pode ser usado para melhorar o desempenho e permitir uma taxa de transferência aprimorada em comparação com o uso de apenas um único disco.

Anexando discos de dados

Dois ou mais discos de dados vazios são necessárias para configurar um dispositivo RAID. O principal motivo para a criação de um dispositivo RAID é melhorar o desempenho de E/S em seu disco. Com base em suas necessidades de E/S, você pode optar por anexar discos que serão armazenados em nosso armazenamento padrão, com até 500 E/S/s por disco, ou em nosso armazenamento Premium, com até 5.000 E/S/s por disco. Este artigo não se aprofunda em detalhes sobre como provisionar e anexar discos de dados para uma máquina virtual Linux. Confira o artigo anexar um disco do Microsoft Azure para obter instruções detalhadas sobre como anexar um disco de dados vazio a uma máquina virtual do Linux no Azure.

Importante

Não misture discos de tamanhos diferentes, fazendo isso resultaria no desempenho do raidset a ser limitado ao do disco mais lento.

Instalar o utilitário mdadm

Ubuntu

sudo apt-get update
sudo apt-get install mdadm

CentOS & Oracle Linux
```
sudo yum install mdadm
```
SLES e openSUSE
```
zypper install mdadm
```

Criar as partições de disco

Neste exemplo, criamos uma única partição de disco em /dev/sdc. A nova partição de disco será chamada /dev/sdc1.

Iniciar fdisk para começar a criar partições

sudo fdisk /dev/sdc
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xa34cb70c.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
                switch off the mode (command 'c') and change display units to
                sectors (command 'u').

Pressione 'n' no prompt para criar uma nova partição:
```
Command (m for help): n
```

Em seguida, pressione 'p' para criar uma partição primária:

Command action
        e   extended
        p   primary partition (1-4)

Pressione '1' para selecionar a partição número 1:
```
Partition number (1-4): 1
```
Selecione o ponto de partida da nova partição ou pressione <enter> para aceitar o padrão para colocar a partição no início do espaço livre no disco:
```
First cylinder (1-1305, default 1):
Using default value 1
```
Selecione o tamanho da partição, por exemplo, digite '+10 G' para criar uma partição de 10 gigabytes. Ou pressione <enter> para criar uma única partição que abranja toda a unidade:
```
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1305, default 1305): 
Using default value 1305
```
Em seguida, altere a ID e o tipo da partição da ID padrão '83' (Linux) para a ID 'fd' (Raid automático do Linux):
```
Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): fd
```
Finalmente, grave a tabela da partição na unidade e saia do fdisk:
```
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
```

Criar a matriz RAID

O seguinte exemplo "segmentará" (RAID nível 0) três partições localizadas em três discos de dados separados (sdc1, sdd1, sde1). Depois da execução desse comando, um novo dispositivo RAID chamado /dev/md127 é criado. Também é importante lembrar que, se anteriormente esses discos de dados faziam parte de outra matriz RAID desabilitada, talvez seja necessário adicionar o parâmetro --force ao comando mdadm:
```
sudo mdadm --create /dev/md127 --level 0 --raid-devices 3 \
    /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1
```
Criar o sistema de arquivos no novo dispositivo RAID

CentOS, Oracle Linux, SLES 12, openSUSE e Ubuntu
```
sudo mkfs -t ext4 /dev/md127
```
SLES 11
```
sudo mkfs -t ext3 /dev/md127
```
SLES 11 – habilite boot.md e crie mdadm.conf
```
sudo -i chkconfig --add boot.md
sudo echo 'DEVICE /dev/sd*[0-9]' >> /etc/mdadm.conf
```
Observação

Pode ser necessária uma reinicialização depois de fazer essas alterações em sistemas SUSE. Esta etapa não é necessária no SLES 12.

Adicionar o novo sistema de arquivos a /etc/fstab

Importante

Edição inadequada do arquivo /etc/fstab pode resultar em um sistema não inicializável. Se não tiver certeza, consulte a documentação de distribuição para obter informações sobre como editá-lo corretamente. Também é recomendável que um backup do arquivo /etc/fstab seja criado antes da edição.

Crie o ponto de montagem desejado para o novo sistema de arquivos, por exemplo:
```
sudo mkdir /data
```
Ao editar o /etc/fstab, a UUID deve ser usada para fazer referência ao sistema de arquivos em vez do nome do dispositivo. Use o utilitário blkid para determinar a UUID do novo sistema de arquivos:
```
sudo /sbin/blkid
...........
/dev/md127: UUID="aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee" TYPE="ext4"
```
Abra o /etc/fstab em um editor de texto e adicione uma entrada para o novo sistema de arquivos, por exemplo:
```
UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults  0  2
```
Ou no SLES 11:
```
/dev/disk/by-uuid/aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext3  defaults  0  2
```
Em seguida, salve e feche o /etc/fstab.
Testar se a entrada /etc/fstab está correta:
```
sudo mount -a
```
Se esse comando resultar em uma mensagem de erro, verifique a sintaxe no arquivo /etc/fstab.

Em seguida, execute o comando mount para garantir que o sistema de arquivos esteja montado:
```
mount
.................
/dev/md127 on /data type ext4 (rw)
```
(Opcional) Parâmetros de inicialização à prova de falhas

configuração fstab

Várias distribuições incluem os parâmetros de montagem nobootwait ou nofail que podem ser adicionados ao arquivo /etc/fstab. Esses parâmetros permitem falhas ao montar um sistema de arquivos específico e permitem que o sistema Linux continue a inicialização, mesmo que não seja possível montar corretamente o sistema de arquivos RAID. Veja a documentação da distribuição para obter mais informações sobre esses parâmetros.

Exemplo (Ubuntu):
```
UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults,nobootwait  0  2
```
Parâmetros de inicialização do Linux

Além dos parâmetros acima, o parâmetro de kernel “bootdegraded=true” pode permitir que o sistema inicialize mesmo que seja detectado que o RAID esteja danificado ou degradado, por exemplo, se uma unidade de dados for removida inadvertidamente da máquina virtual. Por padrão, isso também pode resultar em um sistema não inicializável.

Consulte a documentação da distribuição sobre como editar parâmetros de kernel corretamente. Por exemplo, em muitas distribuições (CentOS, Oracle Linux e SLES 11) esses parâmetros podem ser adicionados manualmente ao arquivo “/boot/grub/menu.lst”. No Ubuntu, esse parâmetro pode ser adicionado à variável GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT em “/etc/default/grub”.

Suporte a TRIM/UNMAP

Alguns kernels Linux permitem operações TRIM/UNMAP para descartar os blocos não utilizados no disco. Essas operações são úteis principalmente no Armazenamento Standard, para informar o Azure de que as páginas excluídas não são mais válidas e podem ser descartadas. Descartar páginas poderá representar uma economia de dinheiro se você criar arquivos grandes e, em seguida, excluí-los.

Observação

O RAID não poderá emitir comandos de descarte se o tamanho da parte da matriz for definido como menor que o padrão (512 KB). Isso ocorre porque a granularidade de desmapeamento no Host também é 512KB. Se você modificou o tamanho da parte da matriz por meio do parâmetro --chunk= de mdadm, então, as solicitações TRIM/desmapear podem ser ignorados pelo kernel.

Há duas maneiras de habilitar o suporte a TRIM em sua VM do Linux. Como de costume, consulte sua distribuição para obter a abordagem recomendada:

Use a opção de montagem discard em /etc/fstab, por exemplo:

UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee  /data  ext4  defaults,discard  0  2

Em alguns casos a opção discard pode afetar o desempenho. Como alternativa, você pode executar o comando fstrim manualmente na linha de comando ou adicioná-lo a crontab para ser executado normalmente:

Ubuntu
```
# sudo apt-get install util-linux
# sudo fstrim /data
```
RHEL/CentOS
```
# sudo yum install util-linux
# sudo fstrim /data
```