Configuration facile de RAID 1 sous Ubuntu : Guide du débutant pour protéger vos données

1. Introduction

Pourquoi créer un RAID 1 sur Ubuntu ?

Ubuntu est une distribution Linux largement utilisée, tant au niveau personnel qu’entreprise. Sa grande fiabilité et sa flexibilité en font un choix populaire pour les applications serveur. En créant un RAID 1 (miroir) dans un environnement Ubuntu, vous pouvez garantir la redondance des données et réduire le risque de perte de données en cas de défaillance d’un disque.

Le RAID 1 offre l’avantage de écrire les mêmes données sur deux disques ou plus en temps réel, permettant à l’ensemble du système de continuer à fonctionner même si un disque tombe en panne. Par conséquent, mettre en place un RAID 1 constitue une mesure de protection efficace pour les environnements Ubuntu manipulant des fichiers et services importants.

Différences entre RAID logiciel et RAID matériel

Il existe deux méthodes principales pour créer un RAID. L’une est le RAID matériel, qui est construit à l’aide d’un contrôleur RAID dédié ou de la fonctionnalité RAID de la carte mère. L’autre est le RAID logiciel, qui est configuré via un logiciel sur le système d’exploitation (principalement mdadm sous Linux).

Sous Ubuntu, le RAID logiciel est le choix dominant en raison de son rapport coût‑efficacité et de sa flexibilité de configuration. Cet article se concentrera sur la façon de créer un RAID 1 sous Ubuntu, en couvrant la configuration lors de l’installation, les aspects opérationnels et de gestion, ainsi que la manière de gérer les pannes de façon exhaustive.

Ce que vous apprendrez dans cet article

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

• Principes fondamentaux du RAID 1 et son fonctionnement sous Ubuntu
• Procédure de création d’un RAID 1 avec le RAID logiciel (mdadm)
• Reconstruction du RAID 1, vérification de l’état et dépannage
• Différences et points clés à considérer entre Ubuntu Server et Desktop
• FAQ pratiques et connaissances de configuration pour GRUB et fstab

Une fois le RAID créé, il nécessite peu d’entretien, mais comprendre la configuration initiale est essentiel. Cet article expliquera clairement les informations pratiques, même pour les débutants, alors veuillez lire jusqu’à la fin.

2. Notions de base du RAID 1

Types de niveaux RAID et caractéristiques du RAID 1

RAID (Redundant Array of Independent Disks) est une technologie qui combine plusieurs disques durs afin d’améliorer la sécurité des données et la vitesse d’accès. Il existe plusieurs « niveaux » de RAID, chacun avec ses propres caractéristiques.

Les niveaux RAID typiques comprennent :

• RAID 0: Utilise le striping pour augmenter la vitesse mais n’offre aucune redondance
• RAID 1: Assure la redondance par miroir (sujet principal de cet article)
• RAID 5: Utilise des informations de parité réparties sur trois disques ou plus pour la redondance
• RAID 6: Version améliorée du RAID 5 avec deux blocs de parité pour une tolérance aux pannes plus élevée
• RAID 10 (1+0): Une configuration combinant le RAID 1 et le RAID 0

Parmi ceux‑ci, le RAID 1 utilise la méthode de « miroir », qui écrit les mêmes données sur deux disques. Ainsi, même si un disque tombe en panne, les données peuvent être lues depuis l’autre, offrant une excellente disponibilité.

Mécanisme de miroir (image du diagramme)

Le mécanisme du RAID 1 est très simple. Par exemple, considérons le disque A et le disque B :

[Writing]
User saves File A → Simultaneously written to Disk A and Disk B

[Reading]
Reading can be done from either disk, allowing for performance optimization

Comme vous pouvez le voir, les données sont toujours dupliquées, ce qui rend le RAID 1 très résistant aux pannes physiques. C’est son plus grand avantage.

Différences entre RAID logiciel et RAID matériel

Il existe deux principales manières de construire un RAID :

• Software RAID (e.g., mdadm)
  La méthode principale utilisée sous Ubuntu. Elle effectue le contrôle du RAID au niveau du système d’exploitation, offrant une configuration flexible et des avantages de coût. Elle procure la plus grande liberté pour créer et gérer les ensembles RAID et est largement utilisée dans la construction de serveurs généraux.
• Hardware RAID (RAID card or BIOS-integrated function)
  Configure le RAID à l’aide d’un contrôleur dédié. Il réduit la charge du CPU et est reconnu par le système d’exploitation comme un disque unique. Cependant, la récupération peut être difficile si le contrôleur tombe en panne.

Qu’est-ce que le Fake RAID (RAID BIOS) ?

Certaines cartes mères offrent une fonctionnalité RAID au niveau du BIOS. Cela est également appelé « Fake RAID » ou « RAID BIOS ».

Bien qu’il semble s’agir d’un RAID matériel, le Fake RAID est en réalité contrôlé au niveau du pilote, ce qui rend sa structure similaire à celle du RAID logiciel. Bien que partiellement pris en charge par Ubuntu, le RAID logiciel utilisant mdadm est généralement plus facile à gérer et offre une meilleure récupérabilité, ainsi le Fake RAID n’est pas généralement recommandé.

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

3.1 Préparation et vérification des exigences avant la création

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, préparez donc un stockage dédié.

Tout d’abord, vérifiez les disques cibles.

lsblk

Ou vérifiez les détails avec :

sudo fdisk -l

Nous continuerons en supposant que les disques sont /dev/sdb et /dev/sdc.

Note : Assurez-vous toujours que les disques cibles ne contiennent pas de données importantes avant la création. Ils seront formatés lors de la création du RAID, et toutes les données seront effacées.

3.2 Installation de mdadm

mdadm est inclus dans les dépôts standard d’Ubuntu et peut être installé facilement avec les commandes suivantes :

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Pendant l’installation, il se peut qu’on vous demande les paramètres de notification par courriel, mais ceux-ci peuvent être modifiés ultérieurement. Vous pouvez d’abord continuer avec les paramètres par défaut.

3.3 Étapes pour créer un volume RAID 1

Une fois que vous avez confirmé les disques cibles, créez le volume 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: Le nom du nouveau dispositif RAID créé
• --level=1: Spécifie le niveau RAID 1 (miroir)
• --raid-devices=2: Le nombre de périphériques à utiliser dans la configuration
• /dev/sdb /dev/sdc: Les disques réels à utiliser

Après la création, vous pouvez vérifier l’état avec la commande suivante :

cat /proc/mdstat

Si la sortie montre /dev/md0 avec des informations de synchronisation, la création du RAID 1 a réussi.

3.4 Configuration persistante du RAID (mdadm.conf et fstab)

Le volume RAID ne sera pas reconnu automatiquement après un redémarrage à moins que vous ne le configuriez pour la persistance.

Tout d’abord, enregistrez la configuration RAID actuelle dans mdadm.conf.

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

Ensuite, créez un système de fichiers sur le volume RAID (par ex., 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 son fonctionnement, ajoutez-le à /etc/fstab en utilisant son UUID pour le montage automatique :

sudo blkid /dev/md0

En fonction de l’UUID affiché, ajoutez la ligne suivante à /etc/fstab :

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

Désormais, le volume RAID 1 sera monté automatiquement après un redémarrage.

4. Comment configurer le RAID 1 lors de l’installation d’Ubuntu

4.1 Steps to Configure RAID on Ubuntu Server Installer

Le programme d’installation d’Ubuntu Server prend en charge les configurations de stockage avancées telles que le RAID et LVM. Voici comment configurer le RAID 1.

Étape 1 : Démarrer à partir du support d’installation
Écrivez l’ISO d’Ubuntu Server sur une clé USB ou un support similaire et démarrez la machine cible.

Étape 2 : Compléter le réseau et les paramètres de base
Complétez les paramètres initiaux tels que la langue, le clavier et la configuration réseau dans l’ordre.

Étape 3 : Passer à la configuration du stockage
Au lieu de « Guidé », sélectionnez « Disposition de stockage personnalisée».

Étape 4 : Configurer le RAID

1. Sélectionnez deux disques vides.
2. Créez des partitions (par ex., /boot, swap, /, etc.).
3. Sélectionnez « Créer un RAID logiciel ».
4. Choisissez RAID 1 et sélectionnez les périphériques cibles pour configurer le groupe.
5. Attribuez un système de fichiers au groupe RAID et spécifiez le point de montage.

Étape 5 : Installer le chargeur de démarrage (GRUB)
Il est recommandé d’installer GRUB sur les deux disques dans une configuration RAID. Cela garantit que le système peut démarrer même si un disque tombe en panne.

4.2 Using RAID on Ubuntu Desktop

Ubuntu Desktop ne possède pas de fonctionnalité de configuration RAID intégrée lors de l’installation. Par conséquent, si vous souhaitez utiliser le RAID 1, vous devrez suivre ces étapes :

Méthode 1 : Configurer manuellement le RAID depuis l’environnement Live → Installer l’environnement de bureau

1. Démarrez depuis une clé USB Live.
2. Créez le RAID 1 en utilisant mdadm.
3. Installez l’environnement de bureau sur le dispositif RAID (par ex., /dev/md0).
4. Ajustez les paramètres de grub et de fstab.

Cette méthode est un peu plus complexe mais offre une grande flexibilité et est efficace si vous souhaitez utiliser le RAID 1 avec un environnement graphique.

Méthode 2 : Configurer le RAID sur l’édition Server → Ajouter les paquets GUI plus tard
Installez l’édition Server, qui permet la configuration RAID, puis ajoutez le ubuntu-desktop méta‑paquet pour créer l’environnement graphique.

sudo apt update
sudo apt install ubuntu-desktop

Cette méthode est très stable et recommandée si vous souhaitez ajouter une interface graphique à un environnement déjà configuré en RAID.

Desktop vs. Server Selection Criteria

Lorsqu’on envisage une exploitation centrée sur le RAID, l’édition Server dès le départ permet une mise en place plus fluide. Si vous préférez Desktop, la configuration depuis un environnement Live ou l’ajout d’une interface graphique ultérieurement est approprié.

5. Fonctionnement et dépannage du RAID 1

5.1 Surveillance et vérification de l’état du tableau RAID

Surveiller régulièrement l’état de votre tableau RAID 1 est crucial pour détecter tôt les pannes. Vous pouvez vérifier l’état actuel du tableau RAID avec la commande suivante :

cat /proc/mdstat

Cette commande affiche l’état de synchronisation du tableau RAID et indique si desques ont échoué. Pendant la synchronisation, elle affichera quelque chose comme [UU], et s’il y a un tiret bas comme [_U], cela indique qu’un disque est manquant.

Pour des informations plus détaillées, utilisez la commande suivante :

sudo mdadm --detail /dev/md0

La sortie affichera l’état de chaque périphérique, l’UUID, la progression de la reconstruction, etc. Envisagez de mettre en place des vérifications de journaux régulières ou des notifications par e‑mail.

5.2 Gestion des pannes de disque et procédure de reconstruction

Un atout majeur du RAID 1 est que le fonctionnement peut continuer même si un disque tombe en panne. Cependant, vous devez réagir rapidement lorsqu’une panne survient.

【Étape 1】Identifier le disque défectueux
Dans la sortie mdadm --detail, si un périphérique est indiqué comme « Removed » ou « Faulty », c’est le disque problématique.

【Étape 2】Retirer le disque défectueux du tableau RAID

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

(Remplacez /dev/sdX par le nom réel du disque)

【Étape 3】Préparer un nouveau disque
Installez un nouveau disque, et si vous devez créer une partition :

sudo fdisk /dev/sdX

Il est préférable de définir le type sur fd (Linux RAID autodetect) pour le RAID.

【Étape 4】Ajouter le nouveau disque au tableau RAID et démarrer la resynchronisation

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

Après cela, vous pouvez vérifier la progression de la reconstruction avec cat /proc/mdstat. Cela peut prendre de quelques minutes à plusieurs heures.

5.3 Installation de GRUB et garantie de redondance

Dans une configuration RAID 1, installer le chargeur de démarrage (GRUB) sur les deux disques permet au système de continuer à démarrer si un disque tombe en panne.

Pour installer GRUB sur l’autre disque dans un système déjà installé :

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

(Remplacez /dev/sdX par le nouveau disque)

Mettez à jour la configuration de GRUB :

sudo update-grub

En suivant ces étapes, vous pourrez démarrer le système en changeant simplement l’ordre de démarrage dans le BIOS, même si un disque tombe en panne. Plusieurs installations de GRUB sont essentielles pour maximiser la redondance du RAID.

6. Utilisation du RAID matériel

6.1 Qu’est‑ce que le RAID matériel ?

Le RAID matériel configure les ensembles RAID en utilisant un contrôleur RAID dédié (carte RAID). Comme le traitement RAID est géré par le contrôleur plutôt que par le système d’exploitation ou le CPU, il offre des avantages de performance et réduit la charge du CPU.

De plus, le système d’exploitation le reconnaît comme un disque unique, vous pouvez donc le traiter comme un stockage ordinaire sans configurer mdadm.

6.2 Avantages et inconvénients de l’utilisation du RAID matériel sur Ubuntu

Avantages :

• Le traitement RAID est géré par le matériel, réduisant la charge du CPU.
• Le RAID peut être configuré au niveau du BIOS, permettant une implémentation indépendante du système d’exploitation.
• Récupération de données plus rapide en cas de défaillance, de nombreux modèles prenant en charge le hot‑swapping.

Inconvénients :

• Si la carte RAID elle‑même tombe en panne, la récupération peut être difficile sans le même modèle et le même firmware.
• Dépendant de la carte RAID, ce qui rend la migration flexible et le débogage difficiles.
• Coût plus élevé (les cartes RAID peuvent coûter de quelques centaines à plusieurs milliers de dollars).

6.3 Vérifier et gérer le RAID matériel sur Ubuntu

Si une machine avec Ubuntu installé possède une carte RAID connectée, le système d’exploitation affichera l’ensemble RAID comme un périphérique de bloc ordinaire (par ex., /dev/sda). Par conséquent, il ne sera pas reconnu par la commande mdadm.

Pour vérifier l’état de l’ensemble RAID, vous devez utiliser l’outil dédié fourni par le fabricant de la carte RAID.

Cartes RAID et outils courants :

Pour les utiliser sous Ubuntu, vous devez télécharger et installer le paquet compatible Linux (.deb) depuis le site officiel du fabricant.

6.4 Prenez conscience de la différence avec le Fake RAID (RAID BIOS)

Il existe également le « Fake RAID », qui ressemble à du RAID matériel mais qui en réalité émule le RAID au niveau du BIOS. Comme il configure le RAID en fournissant des pilotes au système d’exploitation, son comportement est essentiellement similaire à celui du RAID logiciel.

Utiliser le Fake RAID sur Ubuntu nécessite des configurations spéciales pour « dmraid » ou « mdadm », et il est sujet à davantage de problèmes de récupération et de compatibilité, il n’est donc généralement pas recommandé pour les débutants.

6.5 Quand devez‑vous choisir le RAID matériel ?

Envisagez de mettre en œuvre le RAID matériel dans les situations suivantes :

• Applications serveur à grande échelle gérant une grande quantité de stockage de manière centralisée.
• Lorsque des fonctionnalités spécifiques à la carte RAID, comme le hot‑swapping ou le cache avec batterie, sont requises.
• Lorsque vous souhaitez concentrer les ressources CPU sur des tâches autres que le contrôle du stockage.
• Lorsque vous avez besoin d’une détection de panne et d’une gestion des journaux plus strictes que ce que le RAID logiciel offre.

À l’inverse, pour les petits serveurs de fichiers ou un usage personnel, le RAID logiciel utilisant mdadm offre un meilleur rapport coût‑performance et une plus grande flexibilité

7. Foire aux questions (FAQ)

Q1. Le RAID 1 peut-il remplacer les sauvegardes ?

A1. Non, le RAID 1 n’est pas un substitut aux sauvegardes.

Le RAID 1 est une configuration redondante pour éviter les interruptions du système dues à une défaillance de disque. Si vous supprimez accidentellement des fichiers, êtes affecté par un logiciel malveillant, ou subissez une corruption de données à cause de problèmes du système d’exploitation, les deux disques seront affectés de la même manière. Par conséquent, il est essentiel de l’utiliser en conjonction avec une sauvegarde distincte.

Q2. Que se passe-t-il si un disque tombe en panne lors d’une configuration RAID 1 ?

A2. Le système continuera de fonctionner normalement sur le disque sain restant.

Puisque le RAID 1 est une configuration en miroir, le système continuera de fonctionner même si un disque échoue physiquement. Après avoir confirmé l’erreur dans les journaux, vous pouvez remplacer le disque défectueux par un nouveau, le réintégrer dans le tableau RAID, et le resynchroniser pour récupérer.

Q3. Puis-je utiliser le RAID 1 sur Ubuntu Desktop ?

A3. Oui, c’est possible. Cependant pouvez pas configurer le RAID depuis l’installateur.

Puisque l’installateur standard d’Ubuntu Desktop ne possède pas de fonctionnalité de configuration RAID, vous pouvez utiliser les deux méthodes suivantes :

• Configurer manuellement le RAID depuis une clé USB Live avant d’installer le système d’exploitation.
• Configurer le RAID sur Ubuntu Server puis installer l’interface graphique.

Cette dernière méthode est moins sujette aux problèmes et est recommandée pour les débutants.

Q4. Comment puis-je vérifier périodiquement l’état du RAID après avoir configuré le RAID 1 ?

A4. Utilisez cat /proc/mdstat ou mdadm --detail /dev/md0.

Pour vérifier l’état de fonctionnement du RAID, utilisez les commandes suivantes :

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

Vous pouvez également configurer les paramètres de notification dans /etc/mdadm/mdadm.conf pour recevoir des alertes par courriel.

Q5. Dois-je réinstaller GRUB après avoir remplacé un disque en RAID 1 ?

A5. Oui, vous devez également installer GRUB sur le disque de remplacement.

Dans une configuration RAID 1, installer GRUB sur les deux disques assure la redondance. Si vous ne l’installez que sur un seul, le système pourrait ne pas démarrer si ce disque échoue.

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

(Remplacez /dev/sdX par le nouveau disque)

Q6. Lequel est plus sûr, mdadm ou le RAID matériel ?

A6. Cela dépend de l’environnement d’utilisation, mais pour un usage personnel ou de petits serveurs, mdadm est généralement plus facile à gérer et plus sûr.

Le RAID matériel est performant et fiable, mais la récupération peut être difficile si la carte RAID tombe en panne, et vous pourriez avoir besoin de la même carte modèle. En revanche, comme mdadm est intégré à Linux, il existe de nombreuses informations disponibles pour le dépannage, ce qui facilite la résolution des problèmes.

Q7. Est-il possible d’arrêter ou de redémarrer temporairement un tableau RAID ?

A7. Oui, il est possible d’arrêter et de redémarrer un tableau. Cependant, il faut faire preuve de prudence.

Exemple de commande d’arrêt :

sudo mdadm --stop /dev/md0

Exemple de commande de redémarrage (réassemblage) :

sudo mdadm --assemble --scan

Remarque : Assurez-vous de configurer mdadm.conf et initramfs afin que le tableau soit automatiquement assemblé au démarrage.

8. Conclusion

RAID 1 sert à « Assurer la redondance »

La principale caractéristique de RAID 1 est sa capacité à dupliquer les données en temps réel, permettant à l’opération de se poursuivre même si un disque tombe en panne. Cela aide à éviter les interruptions de service inattendues dues aux pannes matérielles. Cependant, il est essentiel de se rappeler que le RAID ne remplace pas les sauvegardes. Un système de sauvegarde séparé est indispensable pour faire face aux suppressions, aux écrasements et aux dommages causés par les virus.

Options RAID sous Ubuntu

Sous Ubuntu, vous pouvez choisir une méthode de configuration RAID en fonction de votre situation et de votre objectif :

En particulier pour les utilisateurs d’Ubuntu, créer avec mdadm est l’option la plus pratique.

L’opération et la maintenance après la mise en place déterminent la fiabilité

Mettre en place le RAID n’est que le point de départ. Des vérifications régulières de l’état, une réponse rapide aux pannes et une configuration correcte de GRUB et fstab sont essentielles pour assurer un fonctionnement stable à long terme. Voici quelques points de maintenance importants :

• Vérifications régulières avec cat /proc/mdstat et mdadm --detail
• Comprendre la procédure de reconstruction du tableau RAID
• Redondance du démarrage grâce à plusieurs installations de GRUB
• Utiliser des sauvegardes régulières en conjonction

Enfin

Même si le RAID semble difficile, avec Ubuntu et mdadm, il peut être construit simplement en utilisant des opérations en ligne de commande. En se référant au contenu de cet article, même les novices du RAID devraient pouvoir créer un environnement système robuste, résistant aux problèmes.

Nous espérons que vous utiliserez RAID 1 dans vos futures opérations serveur et la conception de vos systèmes afin de profiter d’une vie Linux sûre et stable.