Comment créer un RAID 1 sur Ubuntu : RAID logiciel avec mdadm expliqué

1. Introduction

Pourquoi créer un RAID 1 sur Ubuntu ?

Ubuntu est une distribution Linux largement utilisée, des utilisateurs individuels aux environnements d’entreprise. En raison de sa grande fiabilité et de sa flexibilité, elle est couramment adoptée pour les serveurs. En construisant un RAID 1 (miroir) dans un environnement Ubuntu, vous pouvez assurer la redondance des données et minimiser le risque de perte de données causé par des pannes de disque.

Le RAID 1 fonctionne en écrivant des données identiques sur deux disques ou plus en temps réel. Même si un disque tombe en panne, le système peut continuer à fonctionner en utilisant le disque restant. Pour les systèmes Ubuntu manipulant des fichiers ou services critiques, le RAID 1 constitue une stratégie de protection efficace.

Différences entre RAID logiciel et RAID matériel

Il existe deux approches principales pour créer un RAID. L’une est le RAID matériel, qui utilise un contrôleur RAID dédié ou les fonctions RAID de la carte mère. L’autre est le RAID logiciel, qui est configuré à l’aide du logiciel du système d’exploitation (principalement mdadm sous Linux).

Sur Ubuntu, le RAID logiciel est le choix le plus répandu en raison de son rapport coût‑efficacité et de sa flexibilité. Cet article se concentre sur la création d’un RAID 1 sur Ubuntu, en couvrant la configuration lors de l’installation, la gestion opérationnelle et la récupération en cas de panne.

Ce que vous apprendrez dans cet article

En lisant ce guide, vous acquerrez les connaissances et compétences suivantes :

• Les bases du RAID 1 et son fonctionnement sous Ubuntu
• Des instructions pas à pas pour créer un RAID 1 avec le RAID logiciel (mdadm)
• La reconstruction du RAID 1, les vérifications d’état et le dépannage
• Les différences et précautions entre Ubuntu Server et Desktop
• Des réponses pratiques aux FAQ, incluant la configuration de GRUB et du fstab

Une fois configuré, le RAID ne nécessite pas d’interventions fréquentes, mais comprendre la configuration initiale est crucial. Cet article fournit des explications claires et pratiques, adaptées même aux débutants. Veuillez le lire jusqu’à la fin.

2. Fondamentaux du RAID 1

Niveaux de RAID et caractéristiques du RAID 1

Le RAID (Redundant Array of Independent Disks) est une technologie qui combine plusieurs disques durs afin d’améliorer la fiabilité et les performances des données. Le RAID comporte plusieurs niveaux, chacun avec des caractéristiques différentes.

Les niveaux de RAID les plus courants sont :

• RAID 0 : améliore les performances grâce au striping, mais n’offre aucune redondance
• RAID 1 : fournit la redondance par miroir (objet de cet article)
• RAID 5 : utilise la parité sur trois disques ou plus pour assurer la redondance
• RAID 6 : version améliorée du RAID 5 avec double parité pour une tolérance aux pannes plus élevée
• RAID 10 (1+0) : combinaison de RAID 1 et RAID 0

Parmi ceux‑ci, le RAID 1 utilise une approche de miroir qui écrit des données identiques sur deux disques. Si un disque tombe en panne, les données restent accessibles depuis l’autre, offrant une excellente disponibilité.

Comment fonctionne le miroir (exemple conceptuel)

Le mécanisme du RAID 1 est très simple. Par exemple, supposons que vous disposiez du disque A et du disque B :

[Write Operation]
User saves File A → Data is written simultaneously to Disk A and Disk B

[Read Operation]
Data can be read from either disk, allowing performance optimization

Parce que les données sont toujours dupliquées, le RAID 1 offre une forte protection contre les pannes physiques de disque.

RAID logiciel vs RAID matériel

Il existe deux méthodes principales pour créer un RAID :

• RAID logiciel (mdadm, etc.) : c’est la méthode la plus couramment utilisée sur Ubuntu. Le RAID est géré au niveau du système d’exploitation, offrant flexibilité et avantages économiques. Il procure le plus haut niveau de contrôle et est largement employé dans les environnements serveur généraux.
• RAID matériel (cartes RAID ou solutions basées sur le BIOS) : le RAID est pris en charge par un contrôleur dédié, réduisant la charge CPU. Le système d’exploitation voit le groupe comme un seul disque. Cependant, la récupération devient difficile si le contrôleur lui‑même tombe en panne.

Qu’est‑ce que le « Fake RAID » (RAID BIOS) ?

Certaines cartes mères offrent une fonctionnalité RAID au niveau du BIOS, souvent appelée « Fake RAID ».

Bien qu’il semble s’agir d’un RAID matériel, il est en réalité contrôlé par le pilote et structurellement plus proche d’un RAID logiciel. Bien qu’Ubuntu offre un support limité, le RAID logiciel basé sur mdadm est généralement plus facile à gérer et à récupérer, donc le Fake RAID n’est généralement pas recommandé.

3. Construction d’un RAID 1 avec le RAID logiciel (mdadm)

3.1 Préparation et exigences

Pour créer un RAID 1, vous avez besoin d’au moins deux disques physiques (ou partitions inutilisées). Les disques déjà utilisés comme disques système ne conviennent pas, il faut donc préparer un stockage dédié.

Tout d’abord, identifiez les disques cibles :

lsblk

Ou vérifiez des informations plus détaillées :

sudo fdisk -l

Supposons que les disques soient /dev/sdb et /dev/sdc.

Avant de continuer, assurez-vous que les disques cibles ne contiennent aucune donnée importante. Toutes les données seront effacées lors de la création du RAID.

3.2 Installation de mdadm

mdadm est inclus dans les dépôts par défaut d’Ubuntu et peut être installé facilement :

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Il se peut que l’on vous demande de configurer les notifications par courriel pendant l’installation. Vous pourrez les ajuster plus tard, donc les paramètres par défaut sont suffisants au départ.

3.3 Création d’un tableau RAID 1

Une fois les disques confirmés, créez le tableau RAID 1 avec la commande suivante :

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

Explication de la commande :

• /dev/md0 : Nom du nouveau dispositif RAID
• --level=1 : Spécifie le niveau RAID 1 (miroir)
• --raid-devices=2 : Nombre de périphériques dans le tableau
• /dev/sdb /dev/sdc : Les disques réels utilisés

Après la création, vérifiez le statut :

cat /proc/mdstat

Si vous voyez des informations de synchronisation avec /dev/md0, le tableau RAID 1 a été créé avec succès.

3.4 Configuration persistante (mdadm.conf et fstab)

Pour garantir que le tableau RAID soit reconnu après redémarrage, une configuration persistante est nécessaire.

Tout d’abord, enregistrez la configuration RAID actuelle :

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

Ensuite, créez un système de fichiers sur le tableau RAID (exemple : ext4) :

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

Créez un point de montage et montez-le :

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

Après avoir vérifié le fonctionnement, ajoutez-le à /etc/fstab en utilisant l’UUID :

sudo blkid /dev/md0

Ajoutez une entrée comme suit :

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

Cela garantit que le tableau RAID 1 soit monté automatiquement après le redémarrage.

4. Configuration du RAID 1 lors de l’installation d’Ubuntu

4.1 Utilisation de l’installateur Ubuntu Server

L’installateur Ubuntu Server prend en charge les configurations de stockage avancées telles que RAID et LVM.

Étape 1 : Démarrer depuis le support d’installation
Créez une clé USB bootable à partir de l’ISO Ubuntu Server et démarrez la machine cible.

Étape 2 : Compléter la configuration de base
Configurez la langue, le clavier et le réseau.

Étape 3 : Passer à la configuration du stockage
Sélectionnez Disposition de stockage personnalisée au lieu de Guidée.

Étape 4 : Configurer le RAID

1. Sélectionnez deux disques vides
2. Créez des partitions (par ex., /boot, swap, /)
3. Sélectionnez « Créer un RAID logiciel »
4. Choisissez RAID 1 et assignez les périphériques
5. Assignez les systèmes de fichiers et les points de montage

Étape 5 : Installer GRUB
Il est recommandé d’installer GRUB sur les deux disques afin que le système puisse démarrer même si un disque tombe en panne.

4.2 Utilisation du RAID avec Ubuntu Desktop

Ubuntu Desktop n’inclut pas la configuration RAID dans son installateur. Pour utiliser le RAID 1, envisagez les méthodes suivantes :

Méthode 1 : Construire manuellement le RAID dans l’environnement Live → Installer le bureau

1. Démarrez depuis une clé USB Live
2. Créez le RAID 1 avec mdadm
3. Installez Ubuntu Desktop sur le dispositif RAID (par ex., /dev/md0)
4. Ajustez les paramètres de grub et fstab

Cette méthode nécessite plus d’effort mais offre une grande flexibilité pour l’utilisation du RAID via l’interface graphique.

Méthode 2 : Installer le serveur avec RAID → Ajouter l’interface graphique plus tard

sudo apt update
sudo apt install ubuntu-desktop

Cette approche est stable et recommandée lorsque vous souhaitez ajouter une interface graphique à un système configuré en RAID.

Choisir entre le bureau et le serveur

Si le RAID est central à votre système, commencer avec Ubuntu Server est l’approche la plus fluide.

5. Fonctionnement et dépannage du RAID 1

5.1 Surveillance de l’état du RAID

Une surveillance régulière est essentielle pour détecter les pannes tôt :

cat /proc/mdstat

[UU] indique un fonctionnement normal, tandis que [_U] indique qu’un disque est manquant.

Pour plus de détails :

sudo mdadm --detail /dev/md0

5.2 Gestion des pannes de disque et reconstruction

Le RAID 1 permet de poursuivre le fonctionnement même si un disque tombe en panne.

Étape 1 : Identifier le disque défaillant
Vérifiez le statut « Removed » ou « Faulty ».

Étape 2 : Retirer le disque défaillant

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

Étape 3 : Préparer le nouveau disque

sudo fdisk /dev/sdX

Étape 4 : Ajouter le disque et démarrer la reconstruction

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

5.3 Installation de GRUB pour la redondance

Installez GRUB sur les deux disques pour garantir la redondance du démarrage :

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

6. Utilisation du RAID matériel

6.1 Qu’est-ce que le RAID matériel ?

Le RAID matériel utilise un contrôleur dédié pour gérer les opérations RAID, offrant de hautes performances et une charge CPU réduite.

6.2 Avantages et inconvénients du RAID matériel sur Ubuntu

Avantages :

• Faible utilisation du CPU
• Configuration indépendante du système d’exploitation
• Récupération rapide et prise en charge du hot‑swap

Inconvénients :

• La récupération est difficile si la carte RAID tombe en panne
• Moins de flexibilité
• Coût plus élevé

6.3 Vérification de l’état du RAID matériel

Les ensembles RAID matériels apparaissent comme des périphériques de bloc uniques. L’état doit être vérifié à l’aide des utilitaires du fabricant.

7. Foire aux questions (FAQ)

Q1. Le RAID 1 remplace-t-il les sauvegardes ?

Non. Le RAID 1 protège contre la défaillance du disque, pas contre la perte de données due à une suppression ou une corruption.

Q2. Que se passe-t-il si un disque tombe en panne ?

Le système continue de fonctionner en utilisant le disque restant.

Q3. Le RAID 1 peut-il être utilisé sur Ubuntu Desktop ?

Oui, mais l’installation doit être effectuée manuellement.

Q4. Comment vérifier l’état du RAID ?

cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail /dev/md0

Q5. Dois-je réinstaller GRUB après le remplacement d’un disque ?

Oui, GRUB doit être installé sur le disque de remplacement.

8. Conclusion

Le RAID 1 concerne la redondance

Le RAID 1 fournit une duplication des données en temps réel, permettant aux systèmes de continuer à fonctionner après des pannes de disque.

Options RAID sur Ubuntu

Le RAID logiciel basé sur mdadm est le choix le plus pratique pour la plupart des utilisateurs d’Ubuntu.

La maintenance détermine la fiabilité

Une surveillance régulière, une configuration correcte de GRUB et des sauvegardes appropriées sont essentielles pour la stabilité à long terme.

Avec Ubuntu et mdadm, le RAID 1 peut être créé simplement à l’aide d’outils en ligne de commande. Utilisez ce guide pour créer un environnement Linux robuste et fiable.