Kuidas seadistada RAID 1 Ubuntus: Samm-sammuline juhend algajale ja spetsialistile

1. Sissejuhatus

Miks luua RAID 1 Ubuntu keskkonnas?

Ubuntu on Linuxi distributsioon, mida kasutatakse laialdaselt nii eraisikute kui ettevõtete seas. Tänu oma töökindlusele ja paindlikkusele on see populaarne ka serverites. RAID 1 (peegeldamine) kasutuselevõtuga Ubuntu keskkonnas saab tagada andmete liigse dubleerimise ning minimeerida andmekao riski kettarikke korral.

RAID 1 kirjutab reaalajas identsed andmed vähemalt kahele kettale, mistõttu süsteem jätkab tööd ka siis, kui üks ketastest rikki läheb. Seetõttu on RAID 1 oluline kaitsemeetod Ubuntu keskkonnas, kus hallatakse olulisi faile ja teenuseid.

Tarkvara-RAID ja riistvara-RAID erinevused

RAIDi saab üles seada peamiselt kahel viisil: riistvara-RAID (kasutades spetsiaalset RAID kontrollerit või emaplaadi RAID funktsiooni) või tarkvara-RAID (Linuxis peamiselt mdadm abil).

Ubuntus on tarkvara-RAID sageli eelistatud, sest see on paindlikum ja kuluefektiivsem. Selles artiklis selgitatakse RAID 1 loomist Ubuntus, sealhulgas seadistamist installimisel, haldamist ja tõrke korral tegutsemist.

Mida õpid sellest artiklist?

Selle juhendi abil saad järgmised teadmised ja oskused:

• RAID 1 põhimõtted ja kasutamine Ubuntus
• RAID 1 loomise sammud tarkvara-RAID (mdadm) abil
• RAID 1 taastamine, seisundi kontroll ja tõrke lahendused
• Erinevused ja erisused Ubuntu Serveri ja Desktopi vahel
• Praktilised KKK-d ning teadmised GRUB ja fstab seadistamisest

Kui RAID on korra seadistatud, ei nõua see palju tähelepanu, kuid esialgne seadistuse mõistmine on ülioluline. See artikkel seletab praktilisi samme algajatele arusaadavalt, nii et loe kindlasti lõpuni!

2. RAID 1 põhitõed

RAID tasemed ja RAID 1 omadused

RAID (Redundant Array of Independent Disks) on tehnoloogia, mis ühendab mitu kõvaketast, et parandada andmete turvalisust ja ligipääsu kiirust. RAIDil on mitmeid tasemeid, igal omad eelised.

Tuntuimad RAID tasemed on:

• RAID 0: Kiirem jõudlus ribastamise (striping) kaudu, kuid puudub liigsed andmed (redundantsus)
• RAID 1: Peegeldus ehk redundantsete andmete loomine (selle artikli fookus)
• RAID 5: Vähemalt 3 ketast, kasutab pariteeti andmete varundamiseks
• RAID 6: Kahe pariteediga RAID 5, suurem tõrketaluvus
• RAID 10 (1+0): RAID 1 ja RAID 0 kombinatsioon

RAID 1 puhul kirjutatakse sama andmed kahe kettale (peegeldamine). Seetõttu saab andmeid kätte ka siis, kui üks ketas rikki läheb — see tagab kõrge kättesaadavuse.

Peegeldamise põhimõte (skeem/diagramm)

RAID 1 töötab lihtsalt. Näiteks, kui on kettad A ja B:

[Kirjutamine]
Kasutaja salvestab faili A → Fail kirjutatakse samaaegselt nii kettale A kui B

[Lugemine]
Lugeda saab ükskõik kummalt kettalt, võimaldades jõudluse optimeerimist

Andmed on alati dubleeritud, mis teeb RAID 1-st väga vastupidava füüsiliste rikete vastu.

Tarkvara- ja riistvara-RAID erinevused

RAIDi saab üles seada kahel moel:

• Tarkvara-RAID (nt mdadm)
  Levinud Ubuntus, RAIDi kontrollib OS. See pakub paindlikkust ja on kuluefektiivne. Sobib tavaliselt üldkasutatavatele serveritele.
• Riistvara-RAID (RAID kaart või BIOSi funktsioon)
  Kasutab spetsiaalset kontrollerit, koormab vähem protsessorit ja kuvab RAIDi kui ühe ketta. Kui kontroller läheb rikki, on taastamine keerulisem.

Mis on Fake RAID (BIOS RAID)?

Mõned emaplaadid pakuvad RAIDi BIOSi tasemel, seda nimetatakse sageli “Fake RAIDiks”.

Fake RAID näib olevat riistvara-RAID, kuid tegelikult juhib seda draiver tarkvara tasemel ja see sarnaneb tarkvara-RAIDiga. Ubuntus toetatakse mõningal määral Fake RAIDi, kuid mdadm tarkvara-RAID on tavaliselt lihtsamini hallatav ja taastatav. Seetõttu pole Fake RAID üldiselt soovitatav.

3. Tarkvara-RAID (mdadm) abil RAID 1 loomine

3.1 Ettevalmistused ja nõuded

RAID 1 seadistamiseks on vaja vähemalt kahte füüsilist ketast (või vaba partitsiooni). Süsteemikettana kasutatavaid seadmeid ei tohiks kasutada, seega varu spetsiaalsed kettad.

Kontrolli esmalt sihtkettaid:

lsblk

Või kontrolli detailsemalt:

sudo fdisk -l

Eeldame, et kettad on /dev/sdb ja /dev/sdc.

Tähtis: Veendu, et kettal pole olulisi andmeid, sest RAIDi loomisel vormindatakse kettad ja kõik andmed kustutatakse.

3.2 mdadm paigaldamine

mdadm on Ubuntu ametlikes repositooriumites, paigalda see käsuga:

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Installimisel võidakse küsida e-posti teavituste kohta, seda saab hiljem muuta. Esialgu võid jätta vaikimisi seadistused.

3.3 RAID 1 massiivi loomise sammud

Pärast sihtketaste kinnitamist loo RAID 1 massiiv järgmise käsuga:

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc

Käsu selgitus:

• /dev/md0: Uue RAID-seadme nimi
• --level=1: RAID 1 ehk peegeldus
• --raid-devices=2: Kettaste arv
• /dev/sdb /dev/sdc: Kasutatavad kettad

Loomise järel kontrolli staatust käsuga:

cat /proc/mdstat

Kui näed /dev/md0 ja sünkroonimisinfot, on RAID 1 massiiv edukalt loodud.

3.4 RAID seadistuse salvestamine (mdadm.conf ja fstab)

RAID massiiv ei pruugi automaatselt peale taaskäivitust tuvastuda, seega tuleb see seadistada püsivaks.

Salvesta praegune RAID konfiguratsioon faili mdadm.conf:

sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.conf

Loo failisüsteem RAID massiivile (näiteks ext4):

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

Loo haakimispunkt ja ühenda massiiv:

sudo mkdir -p /mnt/raid1
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid1

Pärast testimist lisa UUID põhine sissekanne /etc/fstab faili automaatseks haakimiseks:

sudo blkid /dev/md0

Lisa järgmine rida /etc/fstab faili UUID-ga:

UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0

Nüüd ühendatakse RAID 1 automaatselt pärast taaskäivitust.

4. Kuidas seadistada RAID 1 Ubuntu installimisel

4.1 RAID seadistamine Ubuntu Serveri installeri abil

Ubuntu Serveri installer toetab RAIDi ja LVM-i ning võimaldab keerukamaid salvesti seadistusi. Siin on RAID 1 loomise põhisammud:

Samm 1: Käivita installeri meedia kaudu
Kirjuta Ubuntu Server ISO USB mälupulgale ja käivita sellest sihtmasin.

Samm 2: Tee esmased seadistused
Vali keel, klaviatuuri paigutus ja võrguseadistused ning lõpeta baasvalikud.

Samm 3: Salvesti seadistused
Vali “Custom Storage Layout” (kohandatud salvestuslahendus), mitte “Guided”.

Samm 4: Loo RAID

1. Vali kaks tühja ketast
2. Loo partitsioonid (nt /boot, swap, / )
3. Vali “Create Software RAID”
4. Vali RAID 1 ja määrake seadmed, millest massiiv teha
5. Määra failisüsteem ja haakimispunkt RAID massiivile

Samm 5: GRUBi paigaldamine
RAID kasutamisel soovitame paigaldada GRUB mõlemale kettale. Nii saab süsteemi käivitada ka ühe ketta rikke korral.

4.2 Kui soovid kasutada RAID-i Ubuntu Desktopis

Ubuntu Desktopi standardinstalleril puudub sisseehitatud RAIDi tugi. RAID 1 kasutamiseks tee järgnevalt:

Meetod 1: Loo RAID käsitsi Live USB-ga ja paigalda Desktop

1. Käivita Live USB-ga
2. Loo RAID 1 kasutades mdadm-i
3. Paigalda Desktop RAID seadmesse (nt /dev/md0)
4. Kohanda grub ja fstab seadeid

See meetod on paindlikum, kuid nõuab rohkem käsitsi tööd.

Meetod 2: Paigalda Serveriga RAID ja lisa hiljem GUI
Paigalda Ubuntu Serveri installeriga RAID ja lisa graafiline töökeskkond käsuga:

sudo apt update
sudo apt install ubuntu-desktop

See lähenemine on stabiilsem ja sobib, kui soovid RAID-iga keskkonda hiljem graafiliseks muuta.

Desktopi vs Serveri valiku kriteeriumid

Kui RAID on peamine eesmärk, soovitame alustada Serveri versioonist. Desktopi puhul kasuta kas Live USB-lt seadistamist või lisa GUI hiljem.

5. RAID 1 kasutamine ja tõrke lahendused

5.1 RAID massiivi seisu jälgimine

RAID 1 seisundi regulaarsel jälgimisel saab kiirelt avastada tõrkeid. Kontrolli RAID seisu:

cat /proc/mdstat

Siit näed massiivi sünkroonimist ja võimalikke tõrkeid. Kui kuvatakse [UU], on mõlemad kettad töökorras. [_U] tähendab, et üks ketas on eemaldatud.

Detailsema info jaoks kasuta:

sudo mdadm --detail /dev/md0

Tulemuses näeb iga seadme olekut, UUID-d ja taastamise progressi. Võimalusel seadista ka e-posti teavitused.

5.2 Ketta rikke korral tegutsemine

RAID 1 tugevuseks on süsteemi töö jätkumine ka ühe ketta rikke korral. Probleemi ilmnemisel toimi nii:

Samm 1: Määratle vigane ketas käsuga mdadm --detail (“Removed” või “Faulty”).

Samm 2: Eemalda vigane ketas RAIDist:

sudo mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdX

(asenda /dev/sdX õige seadme nimega)

Samm 3: Lisa uus ketas ja vajadusel loo partitsioon (sudo fdisk /dev/sdX, vali tüüp “fd” – Linux RAID autodetektsioon)

Samm 4: Lisa uus ketas RAID massiivi:

sudo mdadm /dev/md0 --add /dev/sdX

Jälgi taastamise kulgu käsuga cat /proc/mdstat. See võib võtta aega minutist mitme tunnini.

5.3 GRUBi paigaldamine mõlemale kettale

RAID 1 puhul paigalda buutlaadur GRUB mõlemale kettale, et süsteem käivituks ka ühe ketta rikke korral.

Paigalda GRUB uuele kettale:

sudo grub-install /dev/sdX
sudo update-grub

Värskenda GRUBi seadeid:

sudo update-grub

Nii saab buutimissüsteemi taastada teiselt kettalt. GRUBi topeltpaigaldus on hädavajalik RAIDi töökindluse tagamiseks.

6. Kui kasutada riistvara-RAIDi

6.1 Mis on riistvara-RAID?

Riistvara-RAID kasutab spetsiaalset RAID kontrollerit. RAIDi töötlus toimub kontrolleris, mitte CPU-s, mis tagab parema jõudluse ja väiksema protsessorikoormuse. OS näeb RAID massiivi ühe kettana ja pole vaja mdadm-i kasutada.

6.2 Riistvara-RAID eelised ja puudused Ubuntus

Eelised:

• RAIDi töötlus toimub riistvaras, väiksem CPU koormus
• BIOS-i tasemel seadistus, OS-ist sõltumatu
• Kiire taastamine, tihti hot-swap tugi

Puudused:

• Kui RAID kaart läheb rikki, on taastamine võimalik vaid sama mudeliga
• Vähem paindlikkust ja raskem tõrkeotsing
• Kallis (RAID kaardid on kallid)

6.3 Riistvara-RAID massiivi kontroll Ubuntus

Kui kasutad RAID kaarti, näeb Ubuntu massiivi ühe kettana (nt /dev/sda). Kontrolli seisundit tootja tarkvara abil, näiteks:

Laadi alla Linuxi tugi tööriistad tootja lehelt (.deb pakett).

6.4 Erinevus Fake RAIDiga

Fake RAID (BIOS RAID) näib riistvara-RAIDina, kuid töötab tarkvara tasemel (nt draiveri kaudu). Ubuntus nõuab see “dmraid” või “mdadm” eriseadistust ning võib tekitada ühilduvusprobleeme. Seetõttu ei soovitata seda algajatele.

6.5 Millal kasutada riistvara-RAIDi?

Soovitav suurte salvestussüsteemide puhul, kus vaja hot-swap’i, akutoitega vahemälu vms, või kui soovid, et CPU oleks vaba muudeks ülesanneteks. Väikefailiserverites või koduses kasutuses on mdadm tarkvara-RAID paindlikum ja odavam.

7. Korduma kippuvad küsimused (KKK)

Q1. Kas RAID 1 asendab varundust?

A1. Ei, RAID 1 ei asenda varundust.

RAID 1 on kaitseks ketta rikete vastu. Kui kustutad faile kogemata, ründab pahavara või OS rikub andmed, mõjutab see mõlemat ketast. Kindlasti tee ka varukoopiad!

Q2. Mis saab, kui üks ketas läheb katki RAID 1-s?

A2. Süsteem jätkab tööd teise kettaga.

RAID 1 töötab ka ühe kettaga. Paranda rike, vaheta ketas ja lisa see massiivi tagasi, siis sünkroonitakse andmed uuesti.

Q3. Kas Ubuntu Desktop toetab RAID 1?

A3. Jah, kuid installer ei toeta RAIDi otse.

Pead RAIDi seadistama kas käsitsi Live USB-ga või kasutama Serverit ja lisama hiljem GUI. Viimane on stabiilsem ja soovitatav.

Q4. Kuidas kontrollida RAID massiivi tööd?

A4. Kasuta cat /proc/mdstat või mdadm --detail /dev/md0.

Lisaks saab seadistada e-posti teavitusi /etc/mdadm/mdadm.conf kaudu.

Q5. Kas ketast vahetades peab GRUB uuesti paigaldama?

A5. Jah, GRUB tuleb paigaldada ka uuele kettale.

Vastasel juhul võib süsteem pärast ühe ketta riket mitte käivituda.

sudo grub-install /dev/sdX
sudo update-grub

(asenda /dev/sdX uue kettaga)

Q6. Kumb on turvalisem – mdadm või riistvara-RAID?

A6. Väikestes serverites ja kodukasutuses on mdadm tihti lihtsam ja turvalisem.

Riistvara-RAID pakub jõudlust, kuid rikke korral on taastamine raskem ja kallim. mdadm on paindlikum ja paremini dokumenteeritud.

Q7. Kas RAID massiivi saab peatada ja taas käivitada?

A7. Jah, kuid tee seda ettevaatlikult.

Peatamiseks:

sudo mdadm --stop /dev/md0

Taas käivitamiseks:

sudo mdadm --assemble --scan

Veendu, et mdadm.conf ja initramfs on õigesti seadistatud automaatseks taasühendamiseks.

8. Kokkuvõte

RAID 1 eesmärk on tagada liigsed andmed

RAID 1 dubleerib andmed reaalajas, et süsteem saaks jätkata tööd ka ühe ketta rikke korral. See aitab vältida ootamatuid katkestusi. Kuid RAID ei asenda varundust — kustutatud, üle kirjutatud või viirusega nakatatud andmeid ei saa alati taastada, mistõttu tee alati ka eraldi varukoopiaid.

RAID valikuvõimalused Ubuntus

Ubuntu võimaldab RAIDi erinevalt seadistada vastavalt vajadustele:

Eriti mdadm tarkvara-RAID on Ubuntu kasutajale kõige praktilisem valik.

Töökindluse tagab regulaarne jälgimine ja hooldus

RAIDi loomine on alles algus. Korrapärane seisu kontroll, kiire reageerimine tõrgetele ning GRUBi/fstab korrektne seadistamine on pikaajalise töökindluse võtmed:

• Regulaarne kontroll cat /proc/mdstat ja mdadm --detail abil
• Taastamismenetluste tundmine
• GRUBi paigaldamine mõlemale kettale
• Regulaarne varundus

Lõppsõna

Kuigi RAID võib tunduda keeruline, on Ubuntu ja mdadm abil käsurealt seadistamine lihtne. Selle artikli järgimisel saab igaüks üles ehitada töökindla süsteemi, mis on vastupidav tõrgetele.

Soovin edukat serveri haldust ja rahulikku Linuxi kasutamist koos RAID 1-ga!