В этом уроке мы рассмотрим, что такое RAID, и займемся настройкой программного RAID 1 на действующем дистрибутиве Linux.
RAID — это технология, объединяющая несколько физических жестких дисков или SSD в один логический массив для повышения производительности, надежности и отказоустойчивости хранения данных.
RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) – это технология, позволяющая объединить несколько физических жестких дисков в единый логический накопитель. Системы RAID имеют разные уровни, включая RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 10 и другие.
RAID 1, также называемый зеркалированием, обеспечивает создание точных копий данных. При использовании двух жестких дисков в данной конфигурации информация одновременно записывается на оба носителя. В результате каждый диск содержит идентичный набор данных.
Преимущество RAID 1 состоит в том, что при выходе из строя одного из жестких дисков система продолжит функционировать, поскольку данные полностью дублируются на втором диске. Неисправный диск можно заменить на новый без остановки работы устройства, и восстановление зеркала произойдет автоматически.
Основной минус RAID 1 заключается в том, что он не увеличивает доступное дисковое пространство. Например, при наличии двух жестких дисков по 1 ТБ суммарный объем доступных данных составит лишь 1 ТБ, а не 2 ТБ.
Сравнение аппаратного и программного RAID.
RAID можно настроить с помощью аппаратного контроллера или программного обеспечения. Аппаратный контроллер представляет собой PCIe-карту, которая устанавливается в компьютер. К ней подключаются жесткие диски, и при включении системы появляется возможность настроить RAID. Операционную систему можно установить поверх такого решения, что способствует повышению стабильности и увеличению времени безотказной работы.
Для использования программного RAID необходимо предварительно установить операционную систему. Этот вариант отлично подходит для хранения информации.
Основные этапы настройки программного RAID 1 в операционной системе Linux.
- Сначала необходимо загрузить дистрибутив Linux на ваш жесткий диск. В данном уроке мы будем использовать обозначение /dev/sda.
- После этого вам понадобятся два жестких диска, обозначенных в данном примере как /dev/sdb и /dev/sdc. Эти жесткие диски могут иметь различный объем. Обязательно сделайте резервную копию ваших данных перед тем, как форматировать диски.
- Теперь мы создадим специализированные файловые системы на /dev/sdb и /dev/sdc.
- В заключение, давайте сформируем массив RAID 1 с помощью инструмента mdadm.
Подготовка жесткого диска к использованию
Установите два жестких диска в ваш компьютер с операционной системой Linux, после чего запустите терминал. Введите следующую команду, чтобы узнать имя устройства.
sudo fdisk - l
У меня отображаются устройства /dev/sdb и /dev/sdc.
После этого выполните следующие две команды для создания новой таблицы разделов MBR на двух жестких дисках. Обратите внимание: это приведет к удалению всех существующих разделов и данных на этих дисках. Убедитесь, что ваши данные заранее сохранены.
sudo parted /dev/sdb mklabel msdos sudo parted /dev/sdc mklabel msdos
Вы можете сформировать таблицу разделов GPT, поменяв msdos на gpt, однако в данном руководстве будет использоваться таблица разделов MBR для обеспечения совместимости.
Далее примените команду fdisk для создания нового раздела на каждом из дисков и форматирования их в файловую систему Linux raid autodetect. Начните с диска /dev/sdb.
sudo fdisk /dev/sdb
Придерживайтесь данных указаний.
- Введите n для создания нового раздела.
- Введите p для выбора главного раздела.
- Введите 1 для создания раздела /dev/sdb1.
- Нажмите Enter, чтобы выбрать первый сектор, установленный по умолчанию.
- Нажмите клавишу Enter, чтобы выбрать последний предустановленный сектор. Данная область будет занимать весь диск.
- При вводе команды p будет отображена информация о созданном разделе. По умолчанию раздел будет иметь тип Linux.
- Необходимо сменить тип раздела, поэтому введите t.
- Введите fd, чтобы задать тип раздела как Linux raid autodetect.
- Введите p снова, чтобы удостовериться в типе раздела.
- Введите w, чтобы реализовать указанные изменения.
Используйте аналогичную инструкцию для настройки раздела Linux raid autodetect на /dev/sdc.
Теперь у нас имеются два устройства RAID: /dev/sdb1 и /dev/sdc1.
Инсталлируйте mdadm.
mdadm предназначен для управления множественными устройствами (MD), которые также называют программным RAID в Linux.
Debian/Ubuntu: sudo apt install mdadm CentOS/Redhat: sudo yum install mdadm SUSE: sudo zypper install mdadm Arch Linux: sudo pacman - S mdadm
Давайте протестируем два прибора.
sudo mdadm --examine /dev/sdb /dev/sdc
Оба устройства имеют тип fd (автоматическое обнаружение RAID в Linux). На данном этапе RAID не сконфигурирован для /dev/sdb1 и /dev/sdc1, что можно установить с помощью этой команды.
sudo mdadm --examine /dev/sdb1 /dev/sdc1
Формирование логического диска RAID 1
Используйте следующую команду для формирования RAID 1. Логический диск будет именоваться /dev/md0.
sudo mdadm --create /dev/md0 --level=mirror --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1
Обратите внимание: если вам появляется сообщение «Устройство или ресурс заняты», возможно, потребуется перезагрузка операционной системы.
Теперь у нас есть возможность протестировать это с помощью:
cat /proc/mdstat
Вы можете заметить, что md0 находится в активном состоянии и сконфигурирован в режиме RAID 1. Для получения более детальной информации о /dev/md0 воспользуйтесь следующими командами:
sudo mdadm --detail /dev/md0
Для получения детальной информации о каждом RAID-устройстве используйте следующую команду:
sudo mdadm --examine /dev/sdb1 /dev/sdc1
Форматирование логического диска RAID 1 для создания файловой системы.
Форматируем его в файловую систему ext4.
sudo mkfs. ext4 /dev/md0
После этого установим точку монтирования /mnt/raid1 и подключим диск RAID 1.
sudo mkdir /mnt/raid1 sudo mount /dev/md0 /mnt/raid1
Эта команда позволяет узнать, сколько свободного пространства осталось на диске.
df - h /mnt/raid1
Проверка.
Теперь перейдем к директории /mnt/raid1 и создадим новый текстовый файл.
cd /mnt/raid1 sudo nano raid1.txt
Пожалуйста, уточните, какой текст вы хотите перефразировать?
Это устройство raid 1.
Сохраните изменения в файле и закройте его. После этого извлеките один из дисков из компьютера и повторно проверьте состояние RAID 1.
sudo mdadm --examine /dev/sdb1 /dev/sdc1
Можно заметить, что /dev/sdc1 не доступен. Если проверим /dev/md0, то обнаружим, что одно из RAID-устройств было удалено.
sudo mdadm --detail /dev/md0
Тем не менее, текстовый файл по-прежнему существует.
cat /mnt/raid1/raid1.txt
Для того чтобы вернуть неработающий диск (/dev/sdc1) в RAID, используйте следующую команду.
sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc1
После этого еще раз проверьте все детали:
sudo mdadm --detail /dev/md0
Мы наблюдаем, как RAID выполняет восстановление данных на /dev/sdc1. Вы также можете отслеживать процесс восстановления (Статус восстановления).
Имейте в виду, что при использовании программ для создания резервных копий, таких как Clonezilla, данные следует восстанавливать на логическом диске RAID, а не на физическом.
Сохранять нашу конфигурацию RAID1 необходимо с использованием следующей команды.
sudo mdadm --detail --scan --verbose | sudo tee - a /etc/mdadm/mdadm.conf
ARRAY /dev/md/0 level=raid1 num-devices=2 metadata=1.2 spares=1 name=xenial:0 UUID=c7a2743d:f1e0d872:b2ad29cd:e2bee48c devices=/dev/sdb1,/dev/sdc1
В определённых дистрибутивах Linux, например, в CentOS, файл конфигурации для mdadm располагается по пути /etc/mdadm.conf.После выполнения указанной команды вам необходимо использовать следующую команду для создания нового образа initramfs.
sudo update-initramfs - u
Для автоматического монтирования логического диска RAID 1 при старте системы внесите соответствующую запись в файл /etc/fstab, как указано ниже.
/dev/md0 /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0
Для отображения вашего RAID1 в боковой панели файлового менеджера можно воспользоваться опцией x-gvfs-show.
/dev/md0 /mnt/raid1 ext4 defaults, x-gvfs-show 0 0
Как расформировать RAID-массив
Если вы решили прекратить использование RAID, выполните следующую команду для его удаления.
sudo mdadm --remove /dev/md0
После этого внесите изменения в файл mdadm.conf, закомментировав определение RAID.
#ARRAY /dev/md0 level=raid1 num-devices=2 metadata=1.2 spares=1 name=bionic:0 UUID=76c80bd0:6b1fe526:90807435:99030af9 # devices=/dev/sda1,/dev/sdb1
Кроме того, внесите изменения в файл /etc/fstab и закомментируйте строку, отвечающую за автоматическое подключение устройства RAID.
Заключение
Надеюсь, этот урок оказался полезным для вас в настройке программного RAID 1 на Linux. Если вам понравилась информация, не забудьте подписаться на нашу бесплатную рассылку или следить за нами в Google+, Twitter, а также поставить лайк нашей странице на Facebook.