Eenvoudige Ubuntu RAID 1-installatie: Een beginnersgids voor gegevensbescherming

1. Introductie

Waarom RAID 1 op Ubuntu bouwen?

Ubuntu is een veelgebruikte Linux‑distributie, van persoonlijk tot ondernemingsniveau. De hoge betrouwbaarheid en flexibiliteit maken het een populaire keuze voor servertoepassingen. Door RAID 1 (mirroring) in een Ubuntu‑omgeving te bouwen, kun je dataredundantie garanderen en het risico op gegevensverlies door schijfuitval minimaliseren.

RAID 1 biedt het voordeel van het gelijktijdig schrijven van dezelfde data naar twee of meer schijven in realtime, waardoor het volledige systeem blijft functioneren zelfs als één schijf faalt. Daarom is het implementeren van RAID 1 een effectieve beschermingsmaatregel voor Ubuntu‑omgevingen die belangrijke bestanden en services verwerken.

Verschillen tussen software‑RAID en hardware‑RAID

Er zijn twee hoofdmethoden om RAID te bouwen. De ene is hardware‑RAID, dat wordt gerealiseerd met een dedicated RAID‑controller of de RAID‑functionaliteit van het moederbord. De andere is software‑RAID, dat wordt geconfigureerd met software op het besturingssysteem (voornamelijk mdadm op Linux).

In Ubuntu is software‑RAID de mainstream‑keuze vanwege de kostenefficiëntie en configuratieflexibiliteit. Dit artikel richt zich op hoe je RAID 1 in Ubuntu bouwt, met aandacht voor configuratie tijdens de installatie, operationele en beheer‑aspecten, en hoe je storingen grondig afhandelt.

Wat je in dit artikel zult leren

Door deze gids te lezen, krijg je de volgende kennis en vaardigheden:

• Basisprincipes van RAID 1 en de werking ervan op Ubuntu
• Stappenplan voor het bouwen van RAID 1 met software‑RAID (mdadm)
• RAID 1‑heropbouw, statuscontrole en probleemoplossing
• Verschillen en belangrijke overwegingen tussen Ubuntu Server en Desktop
• Praktische FAQ’s en configur‑kennis voor GRUB en fstab

Zodra RAID is opgezet, vereist het weinig onderhoud, maar het begrijpen van de initiële configuratie is cruciaal. Dit artikel legt praktische informatie duidelijk uit, zelfs voor beginners, dus lees tot het einde.

2. Basis van RAID 1

Types van RAID‑niveaus en kenmerken van RAID 1

RAID (Redundant Array of Independent Disks) is een technologie die meerdere harde schijven combineert om de datasafety en toegangssnelheid te verbeteren. Er bestaan verschillende “niveaus” van RAID, elk met eigen eigenschappen.

Typische RAID‑niveaus zijn:

• RAID 0 : Gebruikt striping voor hogere snelheid, maar biedt geen redundantie
• RAID 1 : Zorgt voor redundantie via mirroring (het hoofdonderwerp van dit artikel)
• RAID 5 : Gebruikt pariteitsinformatie over drie of meer schijven voor redundantie
• RAID : Een verbeterde versie van RAID 5 met twee pariteitsblokken voor hogere fouttolerantie
• RAID 10 (1+0) : Een configuratie die RAID 1 en RAID 0 combineert

Van deze niveaus maakt RAID 1 gebruik van de “mirroring”‑methode, waarbij dezelfde data naar twee schijven wordt geschreven. Daardoor kan, zelfs als één schijf faalt, de data van de andere schijf worden gelezen, wat uitstekende beschikbaarheid biedt.

Mirroringsmechanisme (Diagramafbeelding)

Het mechanisme van RAID 1 is zeer eenvoudig. Beschouw bijvoorbeeld Schijf A en Schijf 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

Zoals je kunt zien, wordt data altijd gedupliceerd, waardoor RAID 1 zeer bestand is tegen fysieke storingen. Dit is het grootste voordeel.

Verschillen tussen software‑RAID en hardware‑RAID

Er zijn twee hoofdmanieren om RAID te bouwen:

• Software‑RAID (bijv. mdadm) : De primaire methode die in Ubuntu wordt gebruikt. Het voert RAID‑controle uit op OS‑niveau, biedt flexibele configuratie en kostvoordelen. Het geeft de meeste vrijheid bij het bouwen en beheren van RAID‑arrays en wordt breed toegepast in algemene serveropstellingen.
• Hardware‑RAID (RAID‑kaart of BIOS‑geïntegreerde functie) : Configureert RAID via een dedicated controller. Het vermindert CPU‑belasting en wordt door het OS herkend als één enkele schijf. Echter, herstel kan moeilijk zijn als de controller faalt.

Wat is Fake RAID (BIOS RAID)?

Sommige moederborden bieden RAID-functionaliteit op BIOS-niveau. Dit staat ook bekend als “Fake RAID” of “BIOS RAID”.

Hoewel het lijkt op hardware‑RAID, wordt Fake RAID eigenlijk op driver‑niveau beheerd, waardoor de structuur vergelijkbaar is met software‑RAID. Hoewel gedeeltelijk ondersteund door Ubuntu, is software‑RAID met mdadm over het algemeen makkelijker te beheren en biedt het een betere herstelbaarheid, dus wordt Fake RAID meestal niet aanbevolen.

3. RAID 1 bouwen met Software‑RAID (mdadm)

3.1 Voorbereiding en controle van vereisten vóór het bouwen

Om RAID 1 te bouwen, heb je minstens twee fysieke schijven (of ongebruikte partities) nodig. Schijven die al als systeemschijven worden gebruikt, zijn niet geschikt, dus bereid dedicated opslag voor.

Controleer eerst de doel‑schijven.

lsblk

Of controleer de details met:

sudo fdisk -l

We gaan ervan uit dat de schijven /dev/sdb en /dev/sdc zijn.

Opmerking: Zorg er altijd voor dat de doel‑schijven geen belangrijke data bevatten voordat je gaat bouwen. Ze worden tijdens het aanmaken van de RAID geformatteerd en alle data wordt gewist.

3.2 mdadm installeren

mdadm is opgenomen in de standaard Ubuntu‑repositories en kan eenvoudig worden geïnstalleerd met de volgende commando’s:

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Tijdens de installatie kan je gevraagd worden naar e‑mail‑notificatie‑instellingen; deze kunnen later worden aangepast. Je kunt in eerste instantie de standaardinstellingen gebruiken.

3.3 Stappen om een RAID 1‑array te maken

Zodra je de doel‑schijven hebt bevestigd, maak je de RAID 1‑array met het volgende commando:

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

Uitleg van het commando:

• /dev/md0 : De naam van het nieuw aangemaakte RAID‑apparaat
• --level=1 : Geeft RAID‑niveau 1 op (mirroring)
• --raid-devices=2 : Het aantal apparaten dat in de configuratie wordt gebruikt
• /dev/sdb /dev/sdc : De daadwerkelijke schijven die worden gebruikt

Na het aanmaken kun je de status controleren met het volgende commando:

cat /proc/mdstat

Als de output /dev/md0 toont samen met synchronisatie‑informatie, is de RAID 1‑creatie geslaagd.

3.4 Persistente configuratie van RAID (mdadm.conf en fstab)

De RAID‑array wordt niet automatisch herkend na een herstart, tenzij je deze persistent maakt.

Sla eerst de huidige RAID‑configuratie op in mdadm.conf.

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

Maak vervolgens een bestandssysteem op de RAID‑array (bijv. ext4):

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

Maak een mount‑punt en mount de array:

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

Na verificatie dat alles werkt, voeg je het toe aan /etc/fstab met behulp van de UUID voor automatische montage:

sudo blkid /dev/md0

Op basis van de uitgegeven UUID, voeg je de volgende regel toe aan /etc/fstab:

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

Nu wordt de RAID 1‑array automatisch gemount na een herstart.

4. RAID 1 configureren tijdens de Ubuntu‑installatie

4.1 Stappen om RAID te configureren in de Ubuntu Server‑installer

De Ubuntu Server‑installer ondersteunt geavanceerde opslagconfiguraties zoals RAID en LVM. Zo configureer je RAID 1.

Stap 1: Opstarten vanaf installatiemedium
Schrijf de Ubuntu Server‑ISO naar een USB‑station of iets dergelijks en start de doelmachine op.

Stap 2: Voltooi netwerkinstellingen en basisinstellingen
Rond de eerste instellingen af, zoals taal, toetsenbord en netwerkconfiguratie, in de aangegeven volgorde.

Stap 3: Ga naar opslagconfiguratie
Kies in plaats van “Guided” voor “Custom Storage Layout”.

Stap 4: RAID configureren

1. Selecteer twee lege schijven.
2. Maak partities aan (bijv. /boot, swap, /, enz.).
3. Kies “Create Software RAID”.
4. Selecteer RAID 1 en kies de doelapparaten om de array te configureren.
5. Wijs een bestandssysteem toe aan de RAID‑array en specificeer het mount‑punt.

Stap 5: Bootloader installeren (GRUB)
Het is aanbevolen om GRUB op beide schijven te installeren in een RAID‑configuratie. Dit zorgt ervoor dat het systeem kan opstarten, zelfs als één schijf faalt.

4.2 RAID gebruiken op Ubuntu Desktop

Ubuntu Desktop heeft geen ingebouwde RAID-configuratiemogelijkheid tijdens de installatie. Daarom, als je RAID 1 wilt gebruiken, volg je deze stappen:

Methode 1: RAID handmatig configureren vanuit Live-omgeving → Desktop-omgeving installeren

1. Opstarten vanaf een Live USB.
2. RAID 1 bouwen met mdadm.
3. De Desktop-omgeving installeren op het RAID-apparaat (bijv. /dev/md0).
4. De instellingen voor grub en fstab aanpassen.

Deze methode is iets uitgebreider maar biedt hoge flexibiliteit en is effectief als je RAID 1 wilt gebruiken met een GUI-omgeving.

Methode 2: RAID configureren op Server Edition → GUI-pakketten later toevoegen
Installeer de Server-editie, die RAID-configuratie toestaat, en voeg vervolgens het ubuntu-desktop meta-pakket toe om de GUI-omgeving op te bouwen.

sudo apt update
sudo apt install ubuntu-desktop

Deze methode is zeer stabiel en aanbevolen als je een GUI wilt toevoegen aan een al RAID-geconfigureerde omgeving.

Desktop vs. Server Selectiecriteria

Bij het overwegen van een RAID-gerichte werking, kiest het kiezen van de Server-editie vanaf het begin voor een soepelere constructie. Als je Desktop prefereert, is configureren vanuit een Live-omgeving of later een GUI toevoegen geschikt.

5. RAID 1 Bediening en Probleemoplossing

5.1 Monitoring en Controleren van RAID Array Status

Het regelmatig monitoren van de status van je RAID 1-array is cruciaal voor vroege detectie van storingen. Je kunt de huidige status van de RAID-array controleren met het volgende commando:

cat /proc/mdstat

Dit commando toont de synchronisatiestatus van de RAID-array en of er schijven zijn uitgevallen. Tijdens synchronisatie zal het iets tonen als [UU], en als er een onderstreping is zoals [_U], geeft dat aan dat één schijf ontbreekt.

Voor meer gedetailleerde informatie, gebruik het volgende commando:

sudo mdadm --detail /dev/md0

De uitvoer zal de status van elk apparaat, UUID, herbouwvoortgang, enz. tonen. Overweeg regelmatige logcontroles of e-mailmeldingen in te stellen.

5.2 Omgaan met Schijfstoring en Herbouwprocedure

Een groot voordeel van RAID 1 is dat de werking kan doorgaan zelfs als één schijf uitvalt. Echter, je moet snel reageren wanneer een storing optreedt.

【Stap 1】De Uitgevallen Schijf Identificeren
In de mdadm --detail uitvoer, als een apparaat als “Removed” of “Faulty” wordt vermeld, is dat de problematische schijf.

【Stap 2】De Uitgevallen Schijf Verwijderen uit de RAID Array

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

(Vervang /dev/sdX door de werkelijke schijfname)

【Stap 3】Een Nieuwe Schijf Voorbereiden
Installeer een nieuwe schijf, en als je een partitie moet aanmaken:

sudo fdisk /dev/sdX

Het is aan te raden het type in te stellen op fd (Linux RAID autodetect) voor RAID.

【Stap 4】De Nieuwe Schijf Toevoegen aan de RAID Array en Resynchronisatie Starten

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

Daarna kun je de herbouwvoortgang controleren met cat /proc/mdstat. Dit kan variëren van een paar minuten tot enkele uren duren.

5.3 GRUB Installatie en Redundantie Zorgen

In een RAID 1-configuratie, het installeren van de bootloader (GRUB) op beide schijven stelt het systeem in staat om door te booten zelfs als één schijf uitvalt.

Om GRUB op de andere schijf te installeren in een al geïnstalleerd systeem:

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

(Vervang /dev/sdX door de nieuwe schijf)

De GRUB-configuratie bijwerken:

sudo update-grub

Door deze stappen uit te voeren, kun je het systeem booten door simpelweg de bootvolgorde in de BIOS te wijzigen, zelfs als één schijf uitvalt. Meerdere GRUB-installaties zijn essentieel om de redundantie van RAID te maximaliseren.

6. Hardware RAID Gebruiken

6.1 Wat is Hardware RAID?

Hardware RAID configureert RAID-arrays met behulp van een speciale RAID-controller (RAID-kaart). Aangezien de RAID-verwerking wordt afgehandeld door de controller in plaats van het OS of de CPU, biedt het prestatievoordelen en vermindert het de CPU-belasting.

Also herkent het besturingssysteem het als één enkele schijf, dus je kunt het behandelen als gewone opslag zonder mdadm te configureren.

6.2 Voordelen en Nadelen van het Gebruik van Hardware RAID op Ubuntu

Voordelen:

• RAID‑verwerking wordt door de hardware afgehandeld, waardoor de CPU‑belasting wordt verminderd.
• RAID kan op BIOS‑niveau worden geconfigureerd, waardoor een OS‑onafhankelijke implementatie mogelijk is.
• Snellere gegevensherstel bij een storing, met veel modellen die hot‑swapping ondersteunen.

Nadelen:

• Als de RAID‑kaart zelf faalt, kan herstel moeilijk zijn zonder hetzelfde model en dezelfde firmware.
• Afhankelijk van de RAID‑kaart, waardoor flexibele migratie en foutopsporing uitdagend zijn.
• Hogere kosten (RAID‑kaarten kunnen variëren van enkele honderden tot duizenden dollars).

6.3 Controle en Beheer van Hardware RAID op Ubuntu

Als een machine met Ubuntu een RAID‑kaart heeft aangesloten, zal het besturingssysteem de RAID‑array weergeven als een regulier blokapparaat (bijv. /dev/sda). Daarom zal het niet worden herkend door het mdadm‑commando.

Om de status van de RAID‑array te controleren, moet je de specifieke hulpprogramma’s gebruiken die door de fabrikant van de RAID‑kaart worden geleverd.

Veelvoorkomende RAID‑kaarten en tools:

Om deze op Ubuntu te gebruiken, moet je het Linux‑compatibele pakket (.deb) van de officiële website van de fabrikant downloaden en installeren.

6.4 Let op het Verschil met Fake RAID (BIOS RAID)

Er bestaat ook “Fake RAID”, die eruitziet als hardware RAID maar in feite RAID op BIOS‑niveau emuleert. Omdat het RAID configureert door drivers aan het besturingssysteem te leveren, is het gedrag in wezen vergelijkbaar met software RAID.

Het gebruik van Fake RAID op Ubuntu vereist speciale configuraties voor “dmraid” of “mdadm”, en het is gevoelig voor meer herstel‑ en compatibiliteitsproblemen, waardoor het over het algemeen niet wordt aanbevolen voor beginners.

6.5 Wanneer Moet je Hardware RAID Kiezen?

Overweeg het implementeren van hardware RAID in de volgende situaties:

• Grote servertoepassingen die centraal een grote hoeveelheid opslag beheren.
• Wanneer specifieke functies van de RAID‑kaart, zoals hot‑swapping of een batterij‑ondersteunde cache, vereist zijn.
• Wanneer je CPU‑resources wilt concentreren op andere taken dan opslagbeheer.
• Wanneer je strengere foutdetectie en logbeheer nodig hebt dan software RAID biedt.

Omgekeerd, voor kleine bestandsservers of persoonlijk gebruik, biedt software RAID met mdadm een betere prijs‑prestatieverhouding en flexibiliteit.

7. Veelgestelde Vragen (FAQ)

V1. Kan RAID 1 back‑ups vervangen?

A1. Nee, RAID 1 is geen vervanging voor back‑ups.

RAID 1 is een redundante configuratie om systeemuitval door schijffouten te voorkomen. Als je per ongeluk bestanden verwijdert, getroffen wordt door malware, of gegevenscorruptie ondervindt door OS‑problemen, zullen beide schijven even hard worden getroffen. Daarom is het essentieel om het in combinatie met een aparte back‑up te gebruiken.

V2. Wat gebeurt er als één schijf faalt tijdens de RAID 1‑configuratie?

A2. Het systeem blijft normaal functioneren op de resterende gezonde schijf.

Aangezien RAID 1 een gespiegelde configuratie is, zal het systeem blijven draaien zelfs als één schijf fysiek faalt. Nadat je de fout in de logbestanden hebt bevestigd, kun je de defecte schijf vervangen door een nieuwe, deze opnieuw toevoegen aan de RAID‑array en synchroniseren om te herstellen.

V3. Kan ik RAID 1 gebruiken op Ubuntu Desktop?

A. Ja, het is mogelijk. Je kunt echter geen RAID configureren vanuit de installer.

Aangezien de standaard Ubuntu Desktop installer geen RAID‑configuratiefunctie heeft, kun je de volgende twee methoden gebruiken:

• Handmatig RAID configureren vanaf Live USB voordat je het OS installeert.
• RAID configureren op Ubuntu Server en vervolgens de GUI installeren.

De laatste methode is minder gevoelig voor problemen en wordt aanbevolen voor beginners.

V4. Hoe kan ik periodiek de RAID‑status controleren na het configureren van RAID 1?

A4. Gebruik cat /proc/mdstat of mdadm --detail /dev/md0.

Om de operationele status van de RAID te controleren, gebruik je de volgende commando’s:

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

U kunt ook meldingsinstellingen configureren in /etc/mdadm/mdadm.conf om e‑mailmeldingen te ontvangen.

Q5. Moet ik GRUB opnieuw installeren na het vervangen van een schijf in RAID 1?

A5. Ja, u moet GRUB ook op de vervangende schijf installeren.

In een RAID‑1‑configuratie zorgt het installeren van GRUB op beide schijven voor redundantie. Als u het alleen op één schijf installeert, kan het systeem niet opstarten als die schijf faalt.

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

(Vervang /dev/sdX door de nieuwe schijf)

Q6. Wat is veiliger, mdadm of hardware‑RAID?

A6. Het hangt af van de gebruiksomgeving, maar voor persoonlijk gebruik of kleine servers is mdadm over het algemeen makkelijker te hanteren en veiliger.

Hardware‑RAID is hoogpresterend en betrouwbaar, maar herstel kan moeilijk zijn als de RAID‑kaart faalt, en u mogelijk dezelfde modelkaart nodig heeft. Aan de andere kant, aangezien mdadm zelfvoorzienend is binnen Linux, is beschikbaar voor probleemoplossing, waardoor het makkelijker is om met problemen om te gaan.

Q7. Is het mogelijk om tijdelijk een RAID‑array te stoppen of opnieuw te starten?

A7. Ja, het is mogelijk om een array te stoppen en opnieuw te starten. Voorzichtigheid is echter vereist.

Voorbeeld stop‑commando:

sudo mdadm --stop /dev/md0

Voorbeeld herstart (her‑assembleer) commando:

sudo mdadm --assemble --scan

Opmerking: Zorg ervoor dat mdadm.conf en initramfs geconfigureerd zijn zodat de array automatisch wordt geassembleerd tijdens het opstarten.

8. Conclusie

RAID 1 is voor “Redundantie waarborgen”

De grootste eigenschap van RAID 1 is het vermogen om gegevens in realtime te dupliceren, waardoor de werking kan doorgaan zelfs als één schijf faalt. Dit helpt onverwachte onderbrekingen van de dienst door hardware‑storingen te voorkomen. Het is echter cruciaal om te onthouden dat RAID geen vervanging is voor back‑ups. Een apart back‑upsysteem is essentieel om om te gaan met verwijdering, overschrijven en virusschade.

RAID‑opties in Ubuntu

In Ubuntu kunt u een RAID‑configuratiemethode kiezen op basis van uw situatie en doel:

Vooral voor Ubuntu‑gebruikers is bouwen met mdadm de meest praktische optie.

Operatie en onderhoud na de bouw bepalen de betrouwbaarheid

Het bouwen van RAID is slechts het begin. Regelmatige statuscontroles, snelle reactie op storingen en een juiste configuratie van GRUB en fstab zijn cruciaal voor een langdurige stabiele werking. Hier zijn enkele belangrijke onderhoudspunten:

• Regelmatige controles met cat /proc/mdstat en mdadm --detail
• Inzicht in de procedure voor het herbouwen van de RAID‑array
• Opstart‑redundantie via meerdere GRUB‑installaties
• Het gebruik van regelmatige back‑ups in combinatie

Tot slot

Ook al lijkt RAID moeilijk, met Ubuntu en mdadm kan het eenvoudig worden gebouwd met opdrachtregel‑operaties. Door de inhoud van dit artikel te raadplegen, zouden zelfs nieuwkomers in RAID een robuuste systeemomgeving moeten kunnen creëren die bestand is tegen problemen.

We hopen dat u RAID 1 zult gebruiken in uw toekomstige server‑operaties en systeemontwerp om te genieten van een veilig en stabiel Linux‑leven.