Debian Soft-Raid

Einleitung

Linux bietet mächtige Tools um ein Software-Raid zu betreiben. Es ist dazu kein besonderer Raid-Controller erforderlich. Es können sämtliche Festplatten verwendet werden, die vom Linux Kernel erkannt werden. Es ist dabei egal, ob diese an IDE, SATA, USB oder Firewire Schnittstellen (auch gemischt) hängen. Auch die Größe und Typ der Festplatten ist unerheblich. Die Größe des Raid-Array wird von der kleinsten zur Verfügung stehenden Partition bestimmt. Es können auch mehrere Array's auf den zur Verfügung stehenden Festplatten eingerichtet werden, z.B. Raid0 für SWAP und Raid5 für Daten.

Im folgenden wird beschrieben wie ein Raid5 einzurichten ist, da dieses wohl am häufigsten für Fileserver verwendet wird.

Um Raid-Array's zu verwalten, kommt mdadm zum Einsatz. Damit die Array-Größe und Dateisystem-Größe später problemlos durch hinzufügen einer weiteren Festplatte erweitert werden kann, kommt der Logical Volume Manager (lvm) zum Einsatz.

Installation

apt-get install initramfs-tools mdadm lvm2

Nach dem Download startet ein Script. In diesem OK anwählen . Arrys: all und Return betätigen

Präparieren der Festplatten

Annahme: 3 Festplatten /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

Die Devicenamen (/dev/sdb ...) können mit Hilfe des Befehls ermittelt werden

fdisk -l

Partitionieren der Festplatten (alle Daten gehen verloren)

fdisk /dev/sdb

Fdisk ist über Buchstaben zu bedienen (m für Hilfe)

checken, ob korrekte Fesplatte gewählt wurde

p

Die Partitionen der Festplatte werden aufgelistet

Falls Partitionen bestehen, alle entfernen

 d
 Partitionsnummer die gelöscht werden soll eingeben (z.B. 1)
 Wiederholen für alle Partitionen, die gelöscht werden sollen

Eine neue Partition anlegen:

n
p (primäre Partition)
Partitionsnummer (1-4) : 1
Erster Zylinder:  enter um Vorgabewert zu übernehmen
letzter Zylinder: enter um Vorgabewert zu übernehmen, dh. komplette Festplatte. Bei Bedarf evtl. anpassen

Den Dateisystemtyp festlegen:

t
Hexcode (L um Liste anzuzeigen): fd
Nochmals p aufrufen, um die neue Partitionstabelle zu prüfen.
Wenn OK, dann mit w die Partitionierung auf die Festplatte zu schreiben.

Sämtliche Schritte für die anderen Festplatten (dev/sdc und /dev/sdd) wiederholen.

Raid Array anlegen

mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

Eine Auflistung der beteiligten Festplatten erscheint. Wenn alles OK, dann die Frage "continue creating array?" mit y beantworten.

Hinweis:

Es kann passieren, dass beim mdadm-Befehl "Device Busy" oder ähnliche Fehler ausgegeben werden. Dies kann auftreten, wenn Debian versucht auf eine der neu partitionierten Festplatten zuzugreifen, um diese ins Dateisystem einzubinden. Dies ist hier nicht weiter schlimm, es muß dann später lediglich der Rechner neu gebootet werden und obiger mdadm-Befehl wiederholt werden (siehe unten). Damit Debian in Zukunft nicht versucht auf die Einzel-Festplatten, sondern später nur auf das Array zuzugrefen, folgende Schritte ausführen (auch wenn kein Fehler auftrat):

durch den mdadm-Befehl haben alle beteiligten Festplatten den selben Volume Identifier UUID erhalten, sodass es genügt die folgenden Schritte für eine der beteiligten Festplatten (dev/sdb1, /dev/sdc1 oder /dev/sdd1) auszuführen:

vol_id /dev/sdb1

Ausgabe:

ID_FS_USAGE=raid
ID_FS_TYPE=linux_raid_member
ID_FS_VERSION=0.90.0
ID_FS_UUID=c84cf171:c72b4da5:e368bf24:bd0fce41
ID_FS_UUID_ENC=c84cf171:c72b4da5:e368bf24:bd0fce41
ID_FS_LABEL=
ID_FS_LABEL_ENC=

/etc/fstab bearbeiten:

vi /etc/fstab

Folgendes einfügen (UUID mit der UUID des vol_id-Befehls ersetzen):

#No Automount for Raid Devices
UUID=ab7e3bf8:ec404b79:e368bf24:bd0fce41 none auto nouser,noauto 0 0 

Hinweis:

Die folgenden beiden Schritte sind nur erforderlich, wenn beim ersten mdadm-Befehl ein Fehler auftrat. Ansonsten überspringen.

Rechner rebooten Raid Array anlegen (falls vor dem Reboot ein Fehler auftrat):

mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

Eine Auflistung der beteiligten Festplatten erscheint. Wenn alles OK, dann die Frage "continue creating array?" mit y beantworten.

Status des Arrays abfragen

mdadm --detail /dev/md0

Neben der Anzahl der Platten, dem Raid-Level (5) wird der Status angegeben. Dieser ist nach dem anlegen "clean, degraded, recovering". Das Array muß erst komplett initialisiert werden (Recovering). Das Recovery kann je nach Größe und Geschwindigkeit der Platten einige Stunden in Anspruch nehmen.

Während der Regenerierung kann der Fortschritt und die restliche Dauer angezeigt werden:

cat /proc/mdstat

Obwohl das Array degraded ist und während es regeneriert wird, ist es bereits verwendbar.

LVM Einrichten

Auf diesem Raid-Array könnte nun einfach "ganz normal" ein EXT3-Filesystem angelegt werden. Deutlich flexibler ist das Array allerdings, wenn LVM (Logical Volume Management) zum Einsatz kommt. Damit ist es relativ einfach, das Array um eine weitere Platte zu erweitern, ohne das Array neu anlegen zu müssen.

Initialisieren des Arrays für die Verwendung mit LVM:

pvcreate /dev/md0

Volume Group vgraid5 anlegen:

vgcreate vgraid5 /dev/md0

Die tatsächliche Größe des Arrays ermitteln:

vgdisplay vgraid5 | grep Free

Ausgabe von vgdisplay z.B:

Free  PE / Size       190775/ 745.21 GB

Anlegen des Volumes (FREE_PE mit eben ermittelten PE-Wert - im Beispiel 190775 - ersetzen):

lvcreate -l FREE_PE vgraid5 -n lvm0

EXT3 Filesystem anlegen:

mkfs.ext3 /dev/vgraid5/lvm0

Mounten des Arrays bzw. lvm Volumes in den Ordner /home/shares. In der Anleitung Samba wird standardmäßgi dieses Verzeichnis benutzt, um Netzwerkfreigaben anzulegen. D.h. die Netzwerkfreigaben werden auf dem Raid5-Array angelegt:

mkdir -p /home/shares
mount /dev/vgraid5/lvm0 /home/shares

Mount beim Systemstart:

vi /etc/fstab

Folgende Zeile anhängen:

/dev/mapper/vgraid5-lvm0 /home/shares ext3 rw,noatime 0 0

Array Überwachung

Achtung: Folgende Schritte erst ausführen, nachdem das Raid Array vollständig hergestellt ist. Ansonsten könnte es passieren, dass das Raid-Array als ein degraded Array aus zwei Festplatten und ein Hotspare in die mdadm.conf eingetragen wird. Deshalb unbedingt vor dem Weitermachen mit folgenden Befehl überprüfen, ob das Raid5-Array vollständig (State: clean) aufgebaut wurde:

mdadm --detail /dev/md0

Wenn Array komplett hergestellt:

mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf 

dpkg-reconfigure mdadm

Folgende Fragen beantworten:

OK anwählen
MD-Arrays nötig für root Filesystem: no
Monatliche Redundanzprüfung: Ja
Überwachungsdämon starten: ja
Email-Empfänger für Emailbenachrichtigungen: Email-Adresse eingeben z.B. root@domain.org

Überwachungsdämon neu starten:

/etc/init.d/mdadm restart