日記/2008-02-17/Linux RAID の faulty ドライバ

Linux RAID の faulty ドライバ †

今回は Linux のソフトウェア RAID の faulty ドライバについて書いていく． これを「ドライバ」というかどうかは疑問があるが，ここではそう呼ぶことにする．

faulty ドライバとは †

faulty ドライバはボリュームの故障をシミュレートするドライバである． 例えば，このドライバを使って更に RAID5 ボリュームを組み，RAID の動作を確かめることができる．

で，faulty ドライバ自身も Linux のソフトウェア RAID の枠組みの中で動作している．

子ボリューム −−−（faulty ドライバ）−−→ 仮想ボリューム

１つの子ボリュームから１つの仮想ボリュームを生成する RAID （のようなもの）として実装されている．

下準備 †

例によって sparse file と loopback デバイスを使って子ボリュームを作成する．

# dd if=/dev/zero of=d0 bs=1M seek=128 count=0
# losetup /dev/loop0 d0

これで 128MB の loopback デバイスボリュームを作成する． このボリュームは /dev/loop0 として使用することができる．

作成 †

faulty 仮想ボリュームの作成にも mdadm コマンドを使用する．

# mdadm --build --level=faulty --layout=read-transient --raid-devices=1 /dev/md0 /dev/loop0

--build †

まず，作成には --create (-C) ではなく，--build を使用する． bulid オプションを使用した場合，子ボリューム上に RAID の管理領域が確保されない．

# blockdev --getsz /dev/loop0
262144
# blockdev --getsz /dev/md0
262144

確かに子ボリュームのサイズが丸ごと親ボリュームとなっている．

--level=faulty †

RAID5 の場合は --level=raid5 と指定するが，今回は faulty ドライバを使うので faulty を指定する．

--layout=read-transient †

layout オプションでは通常，RAID のパリティの配置を指定する． が，faulty ドライバでは故障のしかたをここに指定する． 指定できるモードの一部を以下に示す．

ところで，--layout=read-transient オプションで作成した仮想ボリュームにアクセスしてみると

# dd if=/dev/md0 of=/dev/null bs=1M dd: reading `/dev/md0': 入力/出力エラーです
0+0 records in
0+0 records out
0 bytes (0 B) copied, 0.0112992 seconds, 0.0 kB/s

最初のアクセスからエラーが発生してしまう． これでは故障をシミュレートするのに具合がよろしくない．

実は，各故障モードの後に数値を付けると，故障間隔を指定することができる． 例えば

--layout=read-transient1000

と指定すれば，1000 回周期で read-transient の故障が発生する．

# mdadm --stop /dev/md0mdadm: stopped /dev/md0
# mdadm --build --level=faulty --raid-devices=1 --layout=read-transient1000 /dev/md0 /dev/loop0
mdadm: array /dev/md0 built and started.
# dd if=/dev/md0 of=/dev/null bs=1M
dd: reading `/dev/md0': 入力/出力エラーです
3+1 records in
3+1 records out
4091904 bytes (4.1 MB) copied, 0.199857 seconds, 20.5 MB/s

今度は，正常なアクセスがしばらく続いてからエラーが発生している．

--raid-devices=1 †

子ボリュームの数を指定するオプション． これは RAID の場合と同じ． faulty ドライバでは子ボリュームは１つなのでここは必ず１となる．

使用例 †

もう１つ loopback ボリュームを作成し，これと faulty ボリュームで RAID1 を組んでみる．

# dd if=/dev/zero of=d0 bs=1M seek=128 count=0
# losetup /dev/loop0 d0
# dd if=/dev/zero of=d1 bs=1M seek=128 count=0
# losetup /dev/loop1 d1
# mdadm --build --level=faulty --raid-devices=1 --layout=read-transient1000 /dev/md0 /dev/loop0
mdadm: array /dev/md0 built and started.
# mdadm --create --level=raid1 --raid-devices=2 /dev/md1 /dev/md0 /dev/loop1
mdadm: array /dev/md1 started.

図にするとこんな感じか．

d0 --(loopback)--> /dev/loop0 --(faulty)--> /dev/md0 --
                                                       |
                                                       +--(raid1)--> /dev/md1
                                                       |
d1 --(loopback)--> /dev/loop1 -------------------------