RAIDは「Redundant Array of Inexpensive Disks」の略で、安価なディスクを組み合わせて、信頼性の高い大容量ディスクアレイを形成しようというものです。実際の機能としては、パーティションを組み合わせてRAID構成を作るわけですが、1台のディスクを複数パーティションに分けて組み合わせても意味はありません。高性能、高信頼性を得るためには、複数台のディスクでRAIDシステムを構成してください。

ここで説明するソフトウェアRAIDは、RAIDの機能をカーネルで実現します。したがってRAIDコントローラーなどのハードウェアがない場合にも利用することが可能です。ただし、RAIDコントローラーでRAIDの機能を実現しているハードウェアRAIDと比較すると、ソフトウェアRAIDではI/O処理においてRAID機能の処理のために余分にCPUを使用しますので、I/Oパフォーマンスが低下することがあります。

RAIDの種類にはリニアモードとRAIDレベルというものがあります。以下にLinuxのソフトウェアRAIDでサポートしているものについて説明します。

・リニアモード

複数のディスクを単純に結合して、大容量のディスクを作成します。一台のディスクが壊れるとすべてのデータを失う恐れがあるので、信頼性は低く、また性能向上もほとんど望めません。

・RAID-0

「ストライピング」と呼ばれ、データを分割して複数ディスクに書き込みます。これによりI/Oがディスクに分散されるのでI/O性能が向上します。しかし、一台のディスクが壊れるとすべてのデータを失うことになります。

・RAID-1

「ミラーリング」と呼ばれ、一台のディスクの完全なコピーを他のディスクに保持します。信頼性は高くなりますが、I/Oの性能は一台のディスクよりも低下します。

・RAID-5

データの書込み時にデータのパリティ情報も書込み、データとパリティ情報を複数のディスクに分散して書き込みます。三台以上のディスクで構成され、一台のディスクが壊れてもデータを復旧できます。

まず少なくとも、2つのパーティションを用意します。RAID-5であれば、最低3つのパーティションが必要となります。実際の運用では、それらのパーティションが、それぞれ別のディスク上になければ意味がありませんが、ソフトウェアRAIDのテストであれば、同じディスク上であっても特に問題はありません。それぞれのパーティションサイズが同じである必要はありませんが、異なるサイズのパーティションを利用した場合、利用されない領域が発生するので、ディスク領域を効率よく利用するためにはサイズが等しいことが望ましいでしょう。

ソフトウェアRAIDとして利用するパーティションは、パーティションのIDを0xFDに設定しておくと起動時に自動的にソフトウェアRAID用のパーティションとして認識されます。/sbin/fdiskでパーティションを作成する時点でパーティションのIDを0xFDに設定しておきましょう。次頁にその方法をご紹介します。

システム起動時に自動的にRAWデバイスをバインドするためには、etc/sysconfig/rawdevicesファイルへの設定が必要です。例えば以下のように設定します。

# /sbin/fdisk /dev/sdd
コマンド (m でヘルプ): p
Disk /dev/sdd: 1073 MB, 1073741824 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 1024 cylinders
Units = シリンダ数 of 2048 * 512 = 1048576 bytes
デバイス ブート    始点   終点     ブロック  ID  システム
/dev/sdd1       1     102    104432  83  Linux

コマンド (m でヘルプ): t
Selected partition 1
16進数コード (L コマンドでコードリスト表示): fd
領域のシステムタイプを 1 から fd (Linux raid 自動検出) に変更しました
コマンド (m でヘルプ): p
Disk /dev/sdd: 1073 MB, 1073741824 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 1024 cylinders
Units = シリンダ数 of 2048 * 512 = 1048576 bytes
デバイス ブート    始点   終点     ブロック  ID  システム
/dev/sdd1      1      102     104432  fd  Linux raid 自動検出

次の例は、/dev/sdb1, /dev/sdc1, /dev/sdd1を使用してRAIDを構成するための設定です。

DEVICE  /dev/sdb1   /dev/sdc1       /dev/sdd1
ARRAY   /dev/md0    devices=/dev/sdb1,/dev/sdc1,/dev/sdd1

ソフトウェアRAIDとして構成したいデバイスのデバイスファイル名は、通常は/dev/md0, /dev/md1という順番で割り当てていきます。設定内容の詳細に関してはmdadm.confのオンラインマニュアルを参照してください。

/etc/mdadm.confの記述が完了したら、/sbin/mdadmコマンドを使用しRAIDデバイスを作成します。次の例は、/dev/sdb1,/dev/sdc1,/dev/sdd1を使用してRAID-5を構成するためのコマンドです。

# /sbin/mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

ここで「 -C」 は新規作成を表します。 「/dev/md0」はRAIDデバイスファイル名を表します。
「 -l 5」についてはRAIDのレベルが5であることを示してます。「-n 3」はアレイ内のデバイスの数が3であることを示しています。「 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 」はアレイ内のデバイスのリストです。他にも様々なパラメータがあります。詳細は/sbin/mdadmのオンラインマニュアルを参照してください。

次のコマンドで定義済みのRAIDデバイスを編成し、起動することができます。

# /sbin/mdadm -A /dev/md0

また、次のコマンドでRAIDデバイスを停止し、すべてのリソースを開放することができます。

# /sbin/mdadm -S /dev/md0

ソフトウェアRAIDの状態を調べるには以下のコマンドを使用します。

# /bin/cat /proc/mdstat
Personalities : [raid5]
md0 : active raid5 sdd1[2] sdc1[1] sdb1[0]
         196352 blocks   level 5, 64k   chunk, algorithm  2 [3/3]  [UUU]
unused devices: <none>

# /sbin/mdadm  -D  /dev/md0
/dev/md0:
          Version : 00.90.01
    Creation Time : Tue Jul 19 18:17:28 2005    
       Raid Level : raid5
       Array Size : 196352 (191.75 MiB 201.06 MB)
      Device Size : 98176 (95.88 MiB 100.53 MB)
     Raid Devices : 3
    Total Devices : 3
  Preferred Minor : 0
      Persistence : Superblock is persistent

      Update Time : Tue Jul 19 18:18:54 2005
            State : clean
   Active Devices : 3
  Working Devices : 3
   Failed Devices : 0
    Spare Devices : 0

           Layout : left-symmetric
       Chunk Size : 64K

    Number  Major   Minor   RaidDevice  State
        0    3       65        0        active sync /dev/sdb1
        1    3       66        1        active sync /dev/sdc1
        2    3       67        2        active sync /dev/sdd1
             UUID : 5a9fe0cd:e89a279b:29b60829:ec3065d2
           Events : 0.64

mdadmで初期化が完了したRAIDデバイスは、通常のパーティションのように扱うことができます。次のコマンドは/dev/md0に割り当てられたRAIDデバイスに、ext3ファイルシステムを構築しています。

# /sbin/mkfs  -t  ext3  /dev/md0

MIRACLE LINUXでは、カーネルの起動時に自動的にRAIDデバイスを検出して、ソフトウェアRAIDを起動します。ただし、パーティションのIDを0xFDにすることを忘れないでください。
システム起動時にパーティションを自動的にマウントするためには、/etc/fstabにソフトウェアRAIDデバイスを追加します。

/dev/md0  /mnt/raid  ext3     defaults     1 2