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Dopo il primo case study relativo all'impiego di mdadm per la creazione di un sistema RAID 1 con disco estraibile, l'ultima puntata di questa serie di articoli presenta nel dettaglio una soluzione di network Raid 1 creata attraverso il software drbd, per una replica in rete del disco contenente i dati e la condivisione di questi attraverso i servizi NFS e SAMBA, in alta affidabilita.
Fino ad ora sono state illustrate soluzioni RAID applicate a singole macchine, ma e possibile garantire la protezione dai dati anche attraverso RAID distribuiti, in soluzioni ad alta affidabilita. DRBD permette di replicare dati (in mirror, sul modello del RAID 1) da una macchina primaria definita “master” ad una secondaria definita “slave” attraverso una connessione di rete dedicata, tipicamente ottenuta dal collegamento di due schede di rete attraverso un cavo “cross” (senza disporre quindi di uno switch apposito). Tecnicamente DRBD e un modulo del kernel, proprio come sono moduli quelli del RAID e come per questi moduli la gestione di DRBD e affidata ad una serie di utilities che comprende (come per mdadm) un demone che gestisce ed attiva le configurazioni. Tipicamente DRBD viene utilizzato insieme al programma heartbeat, che consente di estenderne le funzionalita attraverso la gestione dei failover. I servizi erogabili attraverso heartbeat sono molteplici e possono riguardare i piu svariati utilizzi : da un webserver ad un database MySQL, per arrivare a dei filesystem condivisi via NFS o SAMBA. Nel case study di questo paragrafo verranno illustrate le operazioni necessarie all'installazione di DRBD e alla sua integrazione con heartbeat affinche condivida un filesystem in rete via NFS e SAMBA. Il seguente case study descrive quanto e stato fatto per la societa 3Dvision che effettua consulenza, supervisione e produzione di elaborazioni digitali destinate ai settori pubblicitario, promozionale e televisivo.
La grande quantita di dati trattati e la criticita del loro contenuto hanno sempre imposto la memorizzazione di questi attraverso hardware proprietario.


Nel momento in cui il NAS si e guastato, si e optato per una scelta di radicale cambiamento, basata su hardware di consumo e software Opensource. L'obiettivo finale e stato quello di ottenere 1,2 Tb di spazio debitamente protetto e condiviso in rete attraverso SAMBA ed NFS.
Su entrambe le macchine e stato installato il sistema operativo Debian Sarge in forma minimale, senza cioe ambiente grafico, attraverso un lettore DVD esterno collegato via USB. Per ovviare all'insicurezza dettata dalla scelta del RAID 0 (se un disco dei quattro cessa di funzionare, tutto il sistema cade) si e scelto di effettuare un RAID 1 in rete attraverso DRBD.
Ciascuno dei quattro dischi contiene un'area di swap ed un'area dedicata al RAID, solo il primo dei quattro contiene una partizione da 10 Giga destinata alla partizione root. Il sistema va avviato col nuovo kernel (vanno ignorati gli errori in fase di boot del demone DRBD in quanto non e stato ancora configurato). All'interno del blocco “resource” viene indicato il nome che la device DRBD avra per il sistema ed il messaggio che il kernel ricevera in caso di malfunzionamento.
Il blocco “startup” contiene il tempo di attesa che in fase di boot il demone DRBD attendera per ricevere notifica di esistenza da parte della macchina associata. Nel blocco “net” sono presenti le dichiarazioni relative al collegamento di rete tra le due macchine ossia il tempo che deve trascorrere tra un ping e l'altro (necessario per capire se l'altra macchina e in linea), la grandezza del buffer e cosi via. Nel blocco “syncer” e contenuta una tra le opzioni piu importanti per le performances, e cioe “rate”.
Gli ultimi due blocchi descrivono le due macchine impiegate nel RAID 1 e per ciascuna la device DRBD utilizzata, il filesystem locale condiviso, l'IP della macchina, la porta di ascolto del demone DRBD ed il tipo di meta-disk (interno). Ma per ottenere quanto stabilito all'inizio del progetto e necessario spingersi oltre, configurando heartbeat in modo che controlli il filesystem DRBD e ne condivida il contenuto via NFS e SAMBA, in alta affidabilita. Su ciascuna delle due macchine andranno quindi configurati i due servizi insieme al demone heartbeat. La configurazione di NFS va effettuata su entrambe le macchine, in quanto in caso di malfunzionamento di una di queste, l'altra attraverso heartbeat sara in grado di continuare ad erogare il servizio. Questa opzione e necessaria in quanto il demone che controlla gli stati del servizio NFS (STATD) associa gli stati che controlla al nome dell'host. Senza studiare a fondo ciascuna delle opzioni, cio che interessa di piu sono i parametri “ucast” che dovranno variare dal nodo master al nodo slave, in quanto rappresentano gli indirizzi IP attraverso i quali avverra lo scambio delle informazioni per l'alta affidabilita (l'heartbeat appunto o “battito cardiaco”). La cui funzione sara quella di immettere una pausa (della durata del parametro passato) durante lo switch del servizio. Che permettera ad heartbet durante lo switch del servizio di uccidere eventuali processi NFS residui non piu controllati. La struttura del file e molto semplice, viene indicato il nodo master, ossia 3dv-ha-1, l'indirizzo IP virtuale a cui i servizi risponderanno ed i servizi stessi, cioe DRBD, NFS e SAMBA insieme agli script di controllo.
Per effettuare una prova di corretto failover bastera spegnere il nodo master e verificare che lo slave prenda il suo posto e sia quindi altamente affidabile.
E' da notare che nel momento in cui si accendera nuovamente il nodo master, ad erogare il servizio sara sempre il nodo slave che cedera le risorse solo in caso di spegnimento o di rottura di componenti hardware. Anche la descrizione di questo progetto viene conclusa con il giudizio della societa : "Questo tipo di sistema ci ha permesso di memorizzare la totalita dei dati che gestiamo e di avere la sicurezza nella ridondanza dei dati. Le potenzialita offerte dalla gestione del RAID software da parte del kernel Linux sono notevoli e questa lunga panoramica lo ha dimostrato. Questo documento esiste grazie anche ad alcune persone che mi hanno aiutato nei momenti critici.
After creating the 2 partitions on the first disk, repeat the process and create identical partitions on the second disk. Again, the Linux software RAID is partition based, so we will need to create 2 RAIDs, 1 for each of our set of 2 partitions.


Typically, the reason why RAID is implemented is so the operating system will continue to operate in the event of a single disk failure. There are tutorials online for manually taking some steps to install the grub boot-loader to each drive, some that talk about creating a bios-grub partition, etc.
I wasn't satisfied and still wanted to find a way to get it working straight out of the box after a fresh install without needing to perform extra steps afterwards. This Software recovers the deleted partitions and damaged super blocks, inode tables, group descriptor blocks.
La sostanziale differenza tra DRBD ed i moduli standard di RAID e che questo modulo non e ancora incluso nei sorgenti ufficiali del kernel. Per failover si intendono tutte quelle situazioni in cui un servizio erogato da una macchina, se questa smette di funzionare, rimane accessibile attraverso una seconda che ne garantisce l'accessibilita costante. Nella rete era infatti installato un dispositivo NAS (Network Attached Storage), che attraverso un sistema operativo proprietario, rendeva disponibile il proprio spazio.
In questo modo si sono potuti sfruttare tutti e due i canali IDE per il collegamento dei quattro dischi da 300 GigaByte gestiti attraverso il kernel in RAID 0, per un totale di 1,2 TeraByte di spazio disponibile. In questo modo si e sfruttata la capacita di scrittura parallela del RAID 0 e l'affidabilita della copia dati del Network RAID 1 via DRBD.
Tale parametro infatti regola il numero massimo di byte per secondo che il demone utilizzera per replicare i dati tra il computer master e lo slave.
Nel caso in esame pero tale servizio, in caso di malfunzionamento, potrebbe cambiare da una macchina all'altra.
Anche in questo caso, nel momento in cui la macchina effettuera lo switch del servizio, il nome host cambiera.
Tale pausa evitera di incorrere nell'errore “Stale NFS file handle” (per il quale esiste ampia documentazione in internet) che potrebbe influenzare il regolare funzionamento del servizio.
Quello che rimane da fare e cercare di spingere il piu possibile le aziende a sperimentare queste soluzioni, perche dopo la logica diffidenza iniziale, rimane solo la soddisfazione di aver fatto una scelta che ha portato un incremento della produttivita, un risparmio ed un sistema al passo con i tempi. Grazie quindi a Lorenzo Panarello per le revisioni, al Morby per i consigli sull'applicazione pratica dei RAID ed a mia moglie per la pazienza, in quanto credo che ormai in fatto di RAID ne sappia piu di me. Most of them we've found to be not very comprehensive or difficult to understand and follow. Selecting a level for your requirement is always dependent on the kind of operation that you want to perform on the disk.We already have written an article about the differences and internal details of how different raid levels work. Per questo motivo prima di poter utilizzare DRBD e necessario compilare il moduli del kernel partendo dai sorgenti. Nel caso illustrato tale parametro, in forza alle interfacce Gigabit con cui le due macchine sono collegate fra loro, e stato settato al massimo disponibile, ossia 650 MegaByte. Con questa opzione STATD non fara confusione e assocera gli stati sempre al nome host “virtuale” 3dv-ha. You can configure the RAID device with whatever file system you need, but we are going with the default, Ext4.
I've used this method on multiple physical and virtual machines, so it definitely should work.
In this post we will be going through the steps to configure software raid level 0 on Linux.Raid 0 was introduced by keeping only performance in mind. If you do have any questions or run into a problem, feel free to leave a comment below and we'll try to help.



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Comments to «Software raid linux check»

  1. Balashka Says:
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