linux内核md模块raid10数据落盘方式解析及几个关键参数的解读
关键词： linux software raid, md, raid10, r10_private_data_s, near_copies, far_copies, far_offset
内核版本：2.6.18
linux内核md模块实现的RAID10有三种laout模式，分别为near, far和offset。当用mdadm命令来创建RAID10盘时，可以选用这三种中的一种(其实near和far模式可以混用，但是把1个chunk做4个或以上的备份没啥意义吧)。
[1]三种模式的特点
near方式下，同一个chunk被复制n份，一般为2份，这2份会存在2个相邻的盘上相同的offset处。far方式下，同一个chunk的n个副本会存在相隔很远的地方。所有数据的第一个副本会以RAID0条带的方式存在所有磁盘前面部分，所有数据的第二个副本也会以RAID0条带的方式存在所有磁盘后面部分，同时far模式保证同一chunk的所有备份都存在不同的磁盘上。
far方式能提供跟RAID0相当的连续读性能，但是写的性能会降低(会给写带来更多的寻道时间) [1][2]，因此far方式更适合于读多于写的应用场景。
Offset方式下，同一个chunk的n个副本会以连续的偏移量存在连续的磁盘上(偏移1个磁盘，offset偏移1个chunk)。每个stripe的副本以一个磁盘的偏移量存储。如果chunk大小合适，offset方式能够提供与far方式相同的读性能，但是写性能不会像near方式那么差。
组成RAID10磁盘的数量不必是每个chunk副本数的整数倍，但至少得有每个chunk副本数那么多的磁盘。
[2]三种layout方式的示例
(columns are drives, rows are stripes, LETTERS are chunks of data)
n2 layout:
2 drives 3 drives 4 drives
-------- ---------- --------------
A1 A1 A1 A1 A2 A1 A1 A2 A2
A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4
A3 A3 A4 A4 A5 A5 A5 A6 A6
A4 A4 A5 A6 A6 A7 A7 A8 A8
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f2 layout:
2 drives 3 drives 4 drives
-------- -------------- --------------------
A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4
A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8
A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12
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A2 A1 A3 A1 A2 A4 A1 A2 A3
A4 A3 A6 A4 A5 A8 A5 A6 A7
A6 A5 A9 A7 A8 A12 A9 A10 A11
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n2 f2 layout:
A1 A1 A2 A2 A1 A1 A2 A2 A3
A3 A3 A4 A4 A3 A4 A4 A5 A5
A5 A5 A6 A6 A6 A6 A7 A7 A8
A7 A7 A8 A8 A8 A9 A9 A10 A10
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A2 A2 A1 A1 A2 A3 A1 A1 A2
A4 A4 A3 A3 A5 A5 A3 A4 A4
A6 A6 A5 A5 A7 A8 A6 A6 A7
A8 A8 A7 A7 A10 A10 A8 A9 A9
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o2 layout:
2 drives 3 drives 4 drives
-------- ------------ -----------------
A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4
A2 A1 A3 A1 A2 A4 A1 A2 A3
A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8
A4 A3 A6 A4 A5 A8 A5 A6 A7
A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12
A6 A5 A9 A7 A8 A12 A9 A10 A11
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[3]内核里的几个关键参数
Drivers/md/raid10.h
struct r10_private_data_s {
......
/* geometry */
int near_copies; /* number of copies layed out raid0 style */
int far_copies; /* number of copies layed out
* at large strides across drives
*/
int far_offset; /* far_copies are offset by 1 stripe
* instead of many
*/
int copies; /* near_copies * far_copies.
* must be <= raid_disks
*/
sector_t stride; /* distance between far copies.
* This is size / far_copies unless
* far_offset, in which case it is
* 1 stripe.
*/
......
};
near_copies: 每个chunk有near_copies份副本(含自己)
far_copies: 每个设备被分成far_copies个section
far_offset: 如果offset为真，则offset模式被启动，同一个chunk被存在相邻设备的不同偏移量处。
参考资料：
[1]http://neil.brown.name/blog/20040827225440
[2]http://en.wikipedia.org/wiki/Non-standard_RAID_levels#Linux_MD_RAID_10
[3]man mdadm
[4]man md
[5]Linux-2.6.18kernel source code