/Geek-SpaceBox/BtrfsでRAID1を構築する

generated at 2/20/2025, 5:48:21 AM
BtrfsでRAID1を構築する
BtrfsのRAID1はmdadmで構成できる通常のソフトウェアRAIDのRAID1（以下、RAIDのRAID1）とは別物に思える
容量の異なる複数のディスクでRAID1を構成できる
各ディスクの容量が極端に違わなければ、 合計ディスク容量/2  の容量をもったストレージプールができる
RAIDのRAID1はディスクを増やしてもディスクアレイ全体の容量は増えないが、BtrfsのRAID1はディスクを増やせば増やすだけ容量も増える

つまり、通常のRAID1よりBtrfsのRAID1のほうがディスクの利用効率がいい
RAID5ならRAID1よりディスクの利用効率がいいようだが、BtrfsのRAID5/6はまだ不安定なので使わないほうがいいとのこと
最初、RAID5で構築しようとしていたが、BtrfsだとRAID1とRAID5ではディスクの利用効率が5割なのか7割なのかの違いぐらいで、3台以上のディスクをつないだときの使い勝手はあんまり変わらなさそう

試した環境
RaspberryPi 4B 4GB
RaspberryOS
128GBのUSBメモリが2本挿さっている
See Also: USBメモリを複数個挿せるUSBハブ
sh$ ls -1 /dev/sd*
/dev/sda
/dev/sdb
$ lsusb -t
/:  Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/4p, 5000M
    |__ Port 2: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
        |__ Port 1: Dev 3, If 0, Class=Mass Storage, Driver=usb-storage, 5000M
        |__ Port 2: Dev 4, If 0, Class=Mass Storage, Driver=usb-storage, 5000M
/:  Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/1p, 480M
    |__ Port 1: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
        |__ Port 2: Dev 3, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M

btrfsコマンドのインストール
shsudo apt install btrfs-progs

ストレージプールの作成
shsudo mkfs.btrfs -f /dev/sda

マウント
shsudo mount /dev/sda /mnt/nas

 sdb  をストレージプールに追加
shsudo btrfs device add -f /dev/sdb /mnt/nas

RAID1に変換する
shsudo btrfs balance start -dconvert=raid1 -mconvert=raid1 /mnt/nas

sh$ sudo btrfs filesystem show
Label: none  uuid: d4003fe2-0cbd-4c61-815c-0c5afc6da8dc
        Total devices 2 FS bytes used 640.00KiB
        devid    1 size 114.61GiB used 2.04GiB path /dev/sda
        devid    2 size 114.61GiB used 2.03GiB path /dev/sdb

sh$ sudo btrfs filesystem usage /mnt/nas
Overall:
    Device size:                 229.22GiB
    Device allocated:              4.06GiB
    Device unallocated:          225.16GiB
    Device missing:                  0.00B
    Used:                          1.25MiB
    Free (estimated):            113.58GiB      (min: 113.58GiB)
    Data ratio:                       2.00
    Metadata ratio:                   2.00
    Global reserve:                3.25MiB      (used: 0.00B)

Data,RAID1: Size:1.00GiB, Used:512.00KiB (0.05%)
   /dev/sda        1.00GiB
   /dev/sdb        1.00GiB

Metadata,RAID1: Size:1.00GiB, Used:112.00KiB (0.01%)
   /dev/sda        1.00GiB
   /dev/sdb        1.00GiB

System,RAID1: Size:32.00MiB, Used:16.00KiB (0.05%)
   /dev/sda       32.00MiB
   /dev/sdb       32.00MiB

Unallocated:
   /dev/sda      112.58GiB
   /dev/sdb      112.58GiB

 sudo btrfs filesystem show  で表示されるUUIDをfstabに指定したら
/etc/fstab$ cat /etc/fstab 
LABEL=writable  /        ext4   defaults        0 0
LABEL=system-boot       /boot/firmware  vfat    defaults        0       1
UUID=d4003fe2-0cbd-4c61-815c-0c5afc6da8dc /mnt/nas btrfs defaults 0 0

 sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/nas/hoge bs=1M count=20000  を実行して20GBのファイルを書き込んでいる最中のtop
toptop - 06:42:38 up 14 min,  4 users,  load average: 8.34, 6.47, 3.35
Tasks: 196 total,   2 running, 194 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  0.0 us,  3.1 sy,  0.0 ni, 44.4 id, 51.4 wa,  0.0 hi,  1.0 si,  0.0 st
%Cpu1  :  0.7 us,  3.4 sy,  0.0 ni,  5.4 id, 89.2 wa,  0.0 hi,  1.3 si,  0.0 st
%Cpu2  :  0.0 us,  3.1 sy,  0.0 ni, 56.6 id, 40.0 wa,  0.0 hi,  0.3 si,  0.0 st
%Cpu3  :  3.4 us,  7.1 sy,  0.0 ni, 36.9 id, 51.9 wa,  0.0 hi,  0.7 si,  0.0 st
MiB Mem :   3793.3 total,     22.8 free,    316.3 used,   3454.2 buff/cache
MiB Swap:      0.0 total,      0.0 free,      0.0 used.   3415.7 avail Mem 
load averageが8を越えているので、CPU負荷はかなり高いかもしれない？

参考: サーバーの負荷が高い原因を探る〜初心者編〜 - GA technologies GROUP Tech Blog

↓20GB書き込んでみた結果
sh$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/nas/hoge bs=1M count=20000
20000+0 records in
20000+0 records out
20971520000 bytes (21 GB, 20 GiB) copied, 1549.53 s, 13.5 MB/s


参考
ぜんぜんわからない俺達は雰囲気でbtrfs使っている

See Also:
btrfs