Persediaan RAID 1 Ubuntu yang Mudah: Panduan Pemula untuk Perlindungan Data

1. Pengenalan

Mengapa Membina RAID 1 pada Ubuntu?

Ubuntu adalah pengagihan Linux yang digunakan secara meluas, dari peringkat peribadi hingga peringkat perusahaan. Kebolehpercayaan dan fleksibiliti tingginya menjadikannya pilihan popular untuk aplikasi pelayan. Dengan membina RAID 1 (pencerminan) dalam persekitaran Ubuntu, anda boleh memastikan redundansi data dan mengurangkan risiko kehilangan data disebabkan kegagalan cakera.

RAID 1 menawarkan kelebihan menulis data yang sama ke dua atau lebih cakera secara masa nyata, membolehkan keseluruhan sistem terus beroperasi walaupun satu cakera gagal. Oleh itu, melaksanakan RAID 1 adalah langkah perlindungan yang berkesan untuk persekitaran Ubuntu yang mengendalikan fail dan perkhidmatan penting.

Perbezaan Antara Software RAID dan Hardware RAID

Terdapat dua kaedah utama untuk membina RAID. Satu adalah hardware RAID, yang dibina menggunakan pengawal RAID khusus atau fungsi RAID pada papan induk. Yang lain adalah software RAID, yang dikonfigurasi menggunakan perisian pada OS (terutamanya mdadm pada Linux).

Dalam Ubuntu, software RAID adalah pilihan arus perdana disebabkan keberkesanannya dari segi kos dan fleksibiliti konfigurasi. Artikel ini akan memberi tumpuan kepada cara membina RAID 1 dalam Ubuntu, meliputi konfigurasi semasa pemasangan, perkara operasi dan pengurusan, serta cara mengendalikan kegagalan secara komprehensif.

Apa yang Anda Akan Belajar dalam Artikel Ini

Dengan membaca panduan ini, anda akan memperoleh pengetahuan dan kemahiran berikut:

• Asas RAID 1 dan operasinya pada Ubuntu
• Prosedur untuk membina RAID 1 menggunakan software RAID (mdadm)
• Pembinaan semula RAID 1, pemeriksaan status, dan penyelesaian masalah
• Perbezaan dan pertimbangan utama antara Ubuntu Server dan Desktop
• Soalan Lazim praktikal dan pengetahuan konfigurasi untuk GRUB dan fstab

Setelah RAID dibina, ia tidak memerlukan banyak penyelenggaraan, tetapi memahami persediaan awal adalah penting. Artikel ini akan menerangkan maklumat praktikal dengan jelas, walaupun untuk pemula, jadi sila baca hingga ke akhir.

2. Asas RAID 1

Jenis Tahap RAID dan Ciri-ciri RAID 1

RAID (Redundant Array of Independent Disks) adalah teknologi yang menggabungkan pelbagai cakera keras untuk meningkatkan keselamatan data dan kelajuan akses. Terdapat beberapa “tahap” RAID, setiap satu dengan ciri-cirinya sendiri.

Tahap RAID biasa termasuk:

• RAID 0 : Menggunakan striping untuk kelajuan yang lebih tinggi tetapi tiada redundansi
• RAID 1 : Memastikan redundansi melalui pencerminan (topik utama artikel ini)
• RAID 5 : Menggunakan maklumat parity merentasi tiga atau lebih cakera untuk redundansi
• RAID 6 : Versi yang dipertingkatkan daripada RAID 5 dengan dua blok parity untuk toleransi ralat yang lebih tinggi
• RAID 10 (1+0) : Konfigurasi yang menggabungkan RAID 1 dan RAID 0

Antara ini, RAID 1 menggunakan kaedah “pencerminan”, yang menulis data yang sama ke dua cakera. Oleh itu, walaupun satu cakera gagal, data boleh dibaca dari yang lain, menyediakan ketersediaan yang sangat baik.

Mekanisme Pencerminan (Gambar Rajah)

Mekanisme RAID 1 adalah sangat mudah. Contohnya, pertimbangkan Cakera A dan Cakera 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

Seperti yang anda lihat, data sentiasa diduplikasi, menjadikan RAID 1 sangat tahan terhadap kegagalan fizikal. Ini adalah kelebihannya yang terbesar.

Perbezaan Antara Software RAID dan Hardware RAID

Terdapat dua cara utama untuk membina RAID:

• Software RAID (contohnya, mdadm) Kaedah utama yang digunakan dalam Ubuntu. Ia melaksanakan kawalan RAID pada peringkat OS, menawarkan konfigurasi fleksibel dan kelebihan kos. Ia menyediakan kebebasan paling banyak dalam membina dan mengurus susunan RAID dan digunakan secara meluas dalam pembinaan pelayan umum.
• Hardware RAID (kad RAID atau fungsi yang diintegrasikan dengan BIOS) Mengkonfigurasi RAID menggunakan pengawal khusus. Ia mengurangkan beban CPU dan dikenali oleh OS sebagai satu cakera tunggal. Walau bagaimanapun, pemulihan boleh sukar jika pengawal gagal .

Apakah Fake RAID (BIOS RAID)?

Sesetengah papan ibu tawarkan fungsi RAID pada tahap BIOS. Ini juga dikenali sebagai “Fake RAID” atau “BIOS RAID.”

Walaupun kelihatan seperti RAID perkakasan, Fake RAID sebenarnya dikawal pada tahap pemandu, menjadikan strukturnya serupa dengan RAID perisian. Walaupun disokong sebahagiannya oleh Ubuntu, RAID perisian menggunakan mdadm secara amnya lebih mudah untuk diurus dan menawarkan pemulihan yang lebih baik, jadi Fake RAID biasanya tidak disyorkan.

3. Membangun RAID 1 dengan RAID Perisian (mdadm)

3.1 Persediaan dan Semakan Keperluan Sebelum Membangun

Untuk membina RAID 1, anda memerlukan sekurang-kurangnya dua cakera fizikal (atau partisi yang tidak digunakan). Cakera yang sudah digunakan sebagai cakera sistem tidak sesuai, jadi sediakan storan khusus.

Pertama, semak cakera sasaran.

lsblk

Atau semak butiran dengan:

sudo fdisk -l

Kami akan meneruskan dengan andaian cakera tersebut adalah /dev/sdb dan /dev/sdc.

Nota: Sentiasa pastikan cakera sasaran tidak mengandungi data penting sebelum membina. Ia akan diformat semasa penciptaan RAID, dan semua data akan dipadam.

3.2 Memasang mdadm

mdadm disertakan dalam repositori Ubuntu standard dan boleh dipasang dengan mudah menggunakan arahan berikut:

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Semasa pemasangan, anda mungkin ditanya mengenai tetapan pemberitahuan e-mel, tetapi ini boleh diubah kemudian. Anda boleh meneruskan dengan tetapan lalai pada mulanya.

3.3 Langkah-langkah untuk Mencipta Array RAID 1

Setelah anda mengesahkan cakera sasaran, cipta array RAID 1 dengan arahan berikut:

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

Penerangan Arahan:

• /dev/md0 : Nama peranti RAID yang baru dicipta
• --level=1 : Menentukan tahap RAID 1 (pencerminan)
• --raid-devices=2 : Bilangan peranti untuk digunakan dalam konfigurasi
• /dev/sdb /dev/sdc : Cakera sebenar yang akan digunakan

Selepas penciptaan, anda boleh semak status dengan arahan berikut:

cat /proc/mdstat

Jika output menunjukkan /dev/md0 bersama maklumat penyegerakan, penciptaan RAID 1 berjaya.

3.4 Konfigurasi Kekal RAID (mdadm.conf dan fstab)

Array RAID tidak akan dikenali secara automatik selepas reboot melainkan anda mengkonfigurasi untuk kekal.

Pertama, simpan konfigurasi RAID semasa ke mdadm.conf.

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

Seterusnya, cipta sistem fail pada array RAID (contohnya, ext4):

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

Cipta titik gunak dan gunak ia:

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

Selepas mengesahkan ia berfungsi, tambah ke /etc/fstab menggunakan UUIDnya untuk gunakan automatik:

sudo blkid /dev/md0

Berdasarkan UUID output, tambah baris berikut ke /etc/fstab:

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

Sekarang, array RAID 1 akan digunak secara automatik selepas reboot.

4. Cara Mengkonfigurasi RAID 1 Semasa Pemasangan Ubuntu

4.1 Langkah-langkah untuk Mengkonfigurasi RAID pada Pemasang Ubuntu Server

Pemasang Ubuntu Server menyokong konfigurasi storan lanjutan seperti RAID dan LVM. Berikut cara mengkonfigurasi RAID 1.

Langkah 1: Boot dari Media Pemasangan
Tulis ISO Ubuntu Server ke pemacu USB atau serupa dan boot mesin sasaran.

Langkah 2: Lengkapkan Tetapan Rangkaian dan Asas
Lengkapkan tetapan awal seperti bahasa, papan kekunci, dan konfigurasi rangkaian secara berurutan.

Langkah 3: Teruskan ke Konfigurasi Storan
Daripada “Guided,” pilih “Custom Storage Layout.”

Langkah 4: Konfigurasi RAID

1. Pilih dua cakera kosong.
2. Cipta partisi (contohnya, /boot, swap, /, dll.).
3. Pilih “Create Software RAID.”
4. Pilih RAID 1 dan pilih peranti sasaran untuk mengkonfigurasi array.
5. Tetapkan sistem fail kepada array RAID dan nyatakan titik gunak.

Langkah 5: Pasang Bootloader (GRUB)
Ia disyorkan untuk memasang GRUB pada kedua-dua cakera dalam konfigurasi RAID. Ini memastikan sistem boleh boot walaupun satu cakera gagal.

4.2 Menggunakan RAID pada Ubuntu Desktop

Ubuntu Desktop tidak mempunyai ciri konfigurasi RAID terbina dalam semasa pemasangan. Oleh itu, jika anda ingin menggunakan RAID 1, anda perlu mengikuti langkah-langkah berikut:

Kaedah 1: Konfigurasi RAID Secara Manual dari Persekitaran Live → Pasang Persekitaran Desktop

1. Boot dari USB Live.
2. Bina RAID 1 menggunakan mdadm .
3. Pasang persekitaran Desktop pada peranti RAID (contohnya, /dev/md0).
4. Laraskan tetapan untuk grub dan fstab .

Kaedah ini agak lebih rumit tetapi menawarkan fleksibiliti tinggi dan berkesan jika anda ingin menggunakan RAID 1 dengan persekitaran GUI.

Kaedah 2: Konfigurasi RAID pada Edisi Server → Tambah Pakej GUI Kemudian
Pasang edisi Server, yang membenarkan konfigurasi RAID, dan kemudian tambah meta-pakej ubuntu-desktop untuk membina persekitaran GUI.

sudo apt update
sudo apt install ubuntu-desktop

Kaedah ini sangat stabil dan disyorkan jika anda ingin menambah GUI kepada persekitaran yang sudah dikonfigurasi RAID.

Kriteria Pemilihan Desktop vs. Server

Apabila mempertimbangkan operasi yang berpusat pada RAID, memilih edisi Server dari awal membolehkan pembinaan yang lebih lancar. Jika anda lebih suka Desktop, konfigurasi dari persekitaran Live atau menambah GUI kemudian adalah sesuai.

5. Operasi dan Penyelesaian Masalah RAID 1

5.1 Pemantauan dan Semakan Status Susunan RAID

Memantau status susunan RAID 1 anda secara berkala adalah penting untuk mengesan kegagalan awal. Anda boleh semak status semasa susunan RAID dengan arahan berikut:

cat /proc/mdstat

Arahan ini memaparkan status penyegerakan susunan RAID dan sama ada sebarang cakera telah gagal. Semasa penyegerakan, ia akan menunjukkan sesuatu seperti [UU], dan jika terdapat garis bawah seperti [_U], ia menunjukkan bahawa satu cakera hilang.

Untuk maklumat yang lebih terperinci, gunakan arahan berikut:

sudo mdadm --detail /dev/md0

Output akan menunjukkan status setiap peranti, UUID, kemajuan pembinaan semula, dsb. Pertimbangkan untuk menyediakan semakan log berkala atau pemberitahuan e-mel.

5.2 Mengendalikan Kegagalan Cakera dan Prosedur Pembinaan Semula

Kekuatan utama RAID 1 ialah operasi boleh berterusan walaupun satu cakera gagal. Walau bagaimanapun, anda perlu bertindak balas dengan segera apabila kegagalan berlaku.

【Langkah 1】Kenal Pasti Cakera yang Gagal
Dalam output mdadm --detail, jika peranti disenaraikan sebagai “Removed” atau “Faulty,” itu adalah cakera bermasalah.

【Langkah 2】Alih Keluar Cakera yang Gagal dari Susunan RAID

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

(Gantikan /dev/sdX dengan nama cakera sebenar)

【Langkah 3】Sediakan Cakera Baru
Pasang cakera baru, dan jika anda perlu mencipta partisi:

sudo fdisk /dev/sdX

Adalah lebih baik untuk tetapkan jenis kepada fd (Linux RAID autodetect) untuk RAID.

【Langkah 4】Tambah Cakera Baru ke Susunan RAID dan Mulakan Penyegerakan Semula

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

Selepas ini, anda boleh semak kemajuan pembinaan semula dengan cat /proc/mdstat. Ini mungkin mengambil masa dari beberapa minit hingga beberapa jam.

5.3 Pemasangan GRUB dan Memastikan Redundansi

Dalam konfigurasi RAID 1, memasang bootloader (GRUB) pada kedua-dua cakera membolehkan sistem terus boot walaupun satu cakera gagal.

Untuk memasang GRUB pada cakera lain dalam sistem yang sudah dipasang:

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

(Gantikan /dev/sdX dengan cakera baru)

Kemas kini konfigurasi GRUB:

sudo update-grub

Dengan melakukan langkah-langkah ini, anda akan dapat boot sistem dengan hanya menukar susunan boot dalam BIOS, walaupun satu cakera gagal. Pemasangan GRUB berganda adalah penting untuk memaksimumkan redundansi RAID.

6. Menggunakan Hardware RAID

6.1 Apakah Hardware RAID?

Hardware RAID mengkonfigurasi susunan RAID menggunakan pengawal RAID khusus (kad RAID). Oleh kerana pemprosesan RAID dikendalikan oleh pengawal dan bukannya OS atau CPU, ia menawarkan kelebihan prestasi dan mengurangkan beban CPU.

Also, the OS recognizes it as a single disk, so you can treat it as regular storage without configuring mdadm.

6.2 Kelebihan dan Kekurangan Menggunakan RAID Perkakasan pada Ubuntu

Kelebihan:

• Pemprosesan RAID dikendalikan oleh perkakasan, mengurangkan beban CPU.
• RAID boleh dikonfigurasi pada peringkat BIOS, membolehkan pelaksanaan yang tidak bergantung pada OS.
• Pemulihan data lebih cepat sekiranya berlaku kegagalan, dengan banyak model menyokong hot‑swapping.

Kekurangan:

• Jika kad RAID itu sendiri gagal, pemulihan boleh menjadi sukar tanpa model dan firmware yang sama.
• Bergantung pada kad RAID, menjadikan migrasi fleksibel dan penyahpepijatan mencabar.
• Kos lebih tinggi (kad RAID boleh berharga dari beberapa ratus hingga ribuan dolar).

6.3 Memeriksa dan Mengurus RAID Perkakasan pada Ubuntu

Jika sebuah mesin dengan Ubuntu terpasang mempunyai kad RAID yang disambungkan, OS akan memaparkan array RAID sebagai peranti blok biasa (contoh, /dev/sda). Oleh itu, ia tidak akan dikenali oleh perintah mdadm.

Untuk memeriksa status array RAID, anda perlu menggunakan utiliti khusus yang disediakan oleh pengeluar kad RAID.

Kad RAID dan alat biasa:

Untuk menggunakan ini pada Ubuntu, anda perlu memuat turun dan memasang pakej yang serasi dengan Linux (.deb) dari laman web rasmi pengeluar.

6.4 Sedar Perbezaan dengan Fake RAID (BIOS RAID)

Terdapat juga “Fake RAID,” yang kelihatan seperti RAID perkakasan tetapi sebenarnya meniru RAID pada peringkat BIOS. Oleh kerana ia mengkonfigurasi RAID dengan menyediakan pemacu kepada OS, tingkah lakunya pada dasarnya serupa dengan RAID perisian.

Menggunakan Fake RAID pada Ubuntu memerlukan konfigurasi khas untuk “dmraid” atau “mdadm,” dan ia cenderung kepada lebih banyak isu pemulihan dan keserasian, jadi secara amnya tidak disarankan untuk pemula.

6.5 Bila Anda Perlu Memilih RAID Perkakasan?

Pertimbangkan untuk melaksanakan RAID perkakasan dalam situasi berikut:

• Aplikasi pelayan berskala besar yang menguruskan sejumlah besar storan secara berpusat.
• Apabila ciri khusus kad RAID seperti hot‑swapping atau cache berkuasa bateri diperlukan.
• Apabila anda ingin menumpukan sumber CPU pada tugas selain kawalan storan.
• Apabila anda memerlukan pengesanan kegagalan dan pengurusan log yang lebih ketat berbanding RAID perisian.

Sebaliknya, untuk pelayan fail kecil atau kegunaan peribadi, RAID perisian menggunakan mdadm menawarkan prestasi kos yang lebih baik dan fleksibiliti.

7. Soalan Lazim (FAQ)

S1. Bolehkah RAID 1 menggantikan sandaran?

J1. Tidak, RAID 1 bukan pengganti sandaran.

RAID 1 adalah konfigurasi berlebihan untuk mengelakkan masa henti sistem akibat kegagalan cakera. Jika anda secara tidak sengaja memadam fail, terjejas oleh perisian hasad, atau mengalami kerosakan data disebabkan isu OS, kedua‑dua cakera akan terjejas secara serupa. Oleh itu, adalah penting untuk menggunakannya bersama sandaran berasingan.

S2. Apa yang berlaku jika satu cakera gagal semasa konfigurasi RAID 1?

J2. Sistem akan terus beroperasi secara normal pada cakera sihat yang tinggal.

Memandangkan RAID 1 adalah konfigurasi cermin, sistem akan terus berjalan walaupun satu cakera gagal secara fizikal. Selepas mengesahkan ralat dalam log, anda boleh mengganti cakera yang gagal dengan yang baru, menambahkannya semula ke dalam array RAID, dan menyegerakkan semula untuk memulihkan.

S3. Bolehkah saya menggunakan RAID 1 pada Ubuntu Desktop?

J3. Ya, ia boleh. Walau bagaimanapun, anda tidak dapat mengkonfigurasi RAID dari pemasang.

Memandangkan pemasang Ubuntu Desktop standard tidak mempunyai ciri konfigurasi RAID, anda boleh menggunakan dua kaedah berikut:

• Konfigurasikan RAID secara manual dari Live USB sebelum memasang OS.
• Konfigurasikan RAID pada Ubuntu Server dan kemudian pasang GUI.

Kaedah yang kedua kurang cenderung kepada masalah dan disarankan untuk pemula.

S4. Bagaimana saya boleh memeriksa status RAID secara berkala selepas mengkonfigurasi RAID 1?

J4. Gunakan cat /proc/mdstat atau mdadm --detail /dev/md0.

Untuk memeriksa status operasi RAID, gunakan perintah berikut:

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

Anda juga boleh menyediakan tetapan pemberitahuan dalam /etc/mdadm/mdadm.conf untuk menerima amaran e-mel.

Q5. Adakah saya perlu memasang semula GRUB selepas menggantikan cakera dalam RAID 1?

A5. Ya, anda perlu memasang GRUB pada cakera penggantian juga.

Dalam konfigurasi RAID 1, memasang GRUB pada kedua-dua cakera memastikan redundansi. Jika anda hanya memasangnya pada satu, sistem mungkin tidak boleh boot jika cakera itu gagal.

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

(Gantikan /dev/sdX dengan cakera baru)

Q6. Yang mana lebih selamat, mdadm atau RAID perkakasan?

A6. Ia bergantung pada persekitaran penggunaan, tetapi untuk kegunaan peribadi atau pelayan kecil, mdadm secara amnya lebih mudah dikendalikan dan lebih selamat.

RAID perkakasan adalah berprestasi tinggi dan boleh dipercayai, tetapi pemulihan boleh sukar jika kad RAID gagal, dan anda mungkin memerlukan kad model yang sama. Di sisi lain, kerana mdadm terkandung sepenuhnya dalam Linux, terdapat banyak maklumat yang tersedia untuk penyelesaian masalah, menjadikannya lebih mudah untuk mengendalikan isu.

Q7. Adakah mungkin untuk menghentikan atau memulakan semula susunan RAID secara sementara?

A7. Ya, ia mungkin untuk menghentikan dan memulakan semula susunan. Walau bagaimanapun, berhati-hati diperlukan.

Contoh arahan hentian:

sudo mdadm --stop /dev/md0

Contoh arahan mulakan semula (susun semula):

sudo mdadm --assemble --scan

Nota: Pastikan untuk menyediakan mdadm.conf dan initramfs supaya susunan dipasang secara automatik semasa masa boot.

8. Kesimpulan

RAID 1 adalah untuk “Memastikan Redundansi”

Ciri terbesar RAID 1 adalah keupayaannya untuk menggandakan data secara masa nyata, membolehkan operasi berterusan walaupun satu cakera gagal. Ini membantu mengelakkan gangguan perkhidmatan yang tidak dijangka disebabkan oleh kegagalan perkakasan. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk diingat bahawa RAID bukan pengganti untuk sandaran. Sistem sandaran berasingan adalah penting untuk mengendalikan pemadaman, penimpaan semula, dan kerosakan virus.

Pilihan RAID dalam Ubuntu

Dalam Ubuntu, anda boleh memilih kaedah konfigurasi RAID mengikut situasi dan tujuan anda:

Terutamanya untuk pengguna Ubuntu, membina dengan mdadm adalah pilihan yang paling praktikal.

Operasi dan Penyelenggaraan Selepas Membangun Menentukan Kebolehpercayaan

Membina RAID hanyalah titik permulaan. Pemeriksaan status tetap, tindak balas segera kepada kegagalan, dan konfigurasi yang betul untuk GRUB dan fstab adalah kunci untuk mencapai operasi stabil jangka panjang. Berikut adalah beberapa titik penyelenggaraan penting:

• Pemeriksaan tetap dengan cat /proc/mdstat dan mdadm --detail
• Memahami prosedur pembinaan semula susunan RAID
• Redundansi boot melalui pemasangan GRUB berganda
• Menggunakan sandaran tetap secara bersama

Akhirnya

Walaupun RAID nampak sukar, dengan Ubuntu dan mdadm, ia boleh dibina secara mudah menggunakan operasi baris perintah. Dengan merujuk kepada kandungan artikel ini, walaupun mereka yang baru kepada RAID sepatutnya dapat mencipta persekitaran sistem yang kukuh yang tahan terhadap masalah.

Kami harap anda akan menggunakan RAID 1 dalam operasi pelayan dan reka bentuk sistem masa depan anda untuk menikmati kehidupan Linux yang selamat dan stabil.