Jinsi ya Kujenga RAID 1 kwenye Ubuntu: RAID ya Programu kwa mdadm Imeelezwa

1. Utangulizi

Kwa Nini Kujenga RAID 1 kwenye Ubuntu?

Ubuntu ni usambazaji wa Linux unaotumika sana kutoka kwa watumiaji wa kibinafsi hadi mazingira ya biashara. Kwa sababu ya uimara wake wa juu na ubunifu, mara nyingi hutumiwa kwa ajili ya seva. Kwa kujenga RAID 1 (kuelekeza) katika mazingira ya Ubuntu, unaweza kuhakikisha upatikanaji wa data na kupunguza hatari ya upotevu wa data unaosababishwa na kushindwa kwa diski.

RAID 1 inafanya kazi kwa kuandika data sawa kwenye diski mbili au zaidi kwa wakati halisi. Hata kama diski moja itashindwa, mfumo unaweza kuendelea kutumika kwa kutumia diski iliyobaki. Kwa mifumo ya Ubuntu inayoshughulikia faili au huduma muhimu, RAID 1 ni mkakati wa ulinzi wenye ufanisi.

Tofauti Kati ya RAID ya Programu na RAID ya Vifaa

Kuna njia mbili kuu za kujenga RAID. Moja ni RAID ya vifaa, ambayo inatumia kidhibiti cha RAID kilichojitolea au vipengele vya RAID kwenye bodi kuu. Nyingine ni RAID ya programu, ambayo inasanidiwa kwa kutumia programu ya mfumo wa uendeshaji (haswa mdadm kwenye Linux).

Kwenye Ubuntu, RAID ya programu ndiyo chaguo maarufu zaidi kutokana na ufanisi wa gharama na ubunifu. Makala hii inazingatia kujenga RAID 1 kwenye Ubuntu, ikijumuisha usanidi wakati wa usakinishaji, usimamizi wa uendeshaji, na urejeshaji wa kushindwa.

Unachoweza Kujifunza Katika Makala Hii

Kwa kusoma mwongozo huu, utapata maarifa na ujuzi ufuatao:

• Misingi ya RAID 1 na jinsi inavyofanya kazi kwenye Ubuntu
• Maelekezo ya hatua kwa hatua ya kujenga RAID 1 kwa kutumia RAID ya programu (mdadm)
• Ujenzi upya wa RAID 1, ukaguzi wa hali, na utatuzi wa matatizo
• Tofauti na tahadhari kati ya Ubuntu Server na Desktop
• Maarifa ya FAQ ya vitendo ikijumuisha usanidi wa GRUB na fstab

Mara itakapowekwa, RAID haina haja ya kuingilia mara kwa mara, lakini kuelewa usanidi wa awali ni muhimu. Makala hii inatoa maelezo wazi na ya vitendo yanayofaa hata kwa wanaoanza. Tafadhali soma hadi mwisho.

2. Misingi ya RAID 1

Viwango vya RAID na Sifa za RAID 1

RAID (Redundant Array of Independent Disks) ni teknolojia inayounganisha diski nyingi ili kuboresha uimara wa data na utendaji. RAID ina viwango vingi, kila kimoja chenye sifa tofauti.

Viwango vya RAID vinavyojulikana ni:

• RAID 0 : Huboresha utendaji kwa kupambanua data, lakini hutoa uhakika wowote
• RAID 1 : Hutoa uhakika kwa kuakisi (ni mada kuu ya makala hii)
• RAID 5 : Inatumia parity kwenye diski tatu au zaidi ili kutoa uhakika
• RAID 6 : Ni toleo lililoboreshwa la RAID 5 lenye parity mbili kwa uvumilivu mkubwa wa hitilafu
• RAID 10 (1+0) : Mchanganyiko wa RAID 1 na RAID 0

Kati ya haya, RAID 1 inatumia njia ya kuakisi ambayo inaandika data sawa kwenye diski mbili. Ikiwa diski moja itashindwa, data bado itapatikana kutoka kwa nyingine, ikitoa upatikanaji bora.

Jinsi Uakisi Unavyofanya Kazi (Mfano wa Kielelezo)

Mchakato wa RAID 1 ni rahisi sana. Kwa mfano, tuchukulie una Disk A na Disk 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

Kwa sababu data daima inakiliwa, RAID 1 inatoa ulinzi mkubwa dhidi ya kushindwa kwa diski za kimwili.

RAID ya Programu vs RAID ya Vifaa

Kuna njia mbili kuu za kujenga RAID:

• RAID ya programu (mdadm, nk.) Hii ndiyo njia inayotumika zaidi kwenye Ubuntu. RAID inasimamiwa katika ngazi ya OS, ikitoa ubunifu na faida za gharama. Inatoa kiwango cha juu cha udhibiti na inatumika sana katika mazingira ya seva za jumla.
• RAID ya vifaa (kadi za RAID au suluhisho za BIOS) RAID inashughulikiwa na kidhibiti kilichojitolea, kupunguza mzigo wa CPU. OS inatambua safu kama diski moja. Hata hivyo, urejeshaji unakuwa mgumu ikiwa kidhibiti chenyewe kitashindwa.

RAID ya Bandia (BIOS RAID) ni Nini?

Baadhi ya bodi kuu hutoa uwezo wa RAID katika ngazi ya BIOS, ambayo mara nyingi huitwa “Fake RAID.”

Ingawa inaonekana kuwa RAID ya vifaa, kwa hakika ni inayotumiwa na dereva na kwa muundo karibu na RAID ya programu. Ingawa Ubuntu inatoa usaidizi mdogo, RAID ya programu inayotegemea mdadm kwa ujumla ni rahisi kudhibiti na kurejesha, hivyo Fake RAID kwa kawaida haipendekezwi.

3. Kujenga RAID 1 kwa RAID ya Programu (mdadm)

3.1 Maandalizi na Mahitaji

Ili kujenga RAID 1, unahitaji angalau diski mbili za kimwili (au sehemu ambazo hazitumiki). Diski ambazo tayari zinatumika kama diski za mfumo hazifai, hivyo andaa hifadhi maalum.

Kwanza, tambua diski lengwa:

lsblk

Au angalia maelezo ya kina zaidi:

sudo fdisk -l

Dhani diski ni /dev/sdb na /dev/sdc.

Kabla ya kuendelea, hakikisha diski lengwa hazina data muhimu. Data zote zitaondolewa wakati wa uundaji wa RAID.

3.2 Kusanidi mdadm

mdadm imejumuishwa katika hazina za chaguo-msingi za Ubuntu na inaweza kusanikishwa kwa urahisi:

sudo apt update
sudo apt install mdadm

Unaweza kuombwa kuweka mipangilio ya taarifa za barua pepe wakati wa usakinishaji. Hizi zinaweza kubadilishwa baadaye, hivyo mipangilio ya chaguo-msingi inatosha mwanzoni.

3.3 Kuunda Safu ya RAID 1

Baada ya kuthibitisha diski, unda safu ya RAID 1 kwa amri ifuatayo:

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

Ufafanuzi wa amri:

• /dev/md0 : Jina la kifaa kipya cha RAID
• --level=1 : Inaelezea kiwango cha RAID 1 (kioo)
• --raid-devices=2 : Idadi ya vifaa katika safu
• /dev/sdb /dev/sdc : Diski halisi zinazotumika

Baada ya kuunda, angalia hali:

cat /proc/mdstat

Ukiona taarifa za usawazishaji pamoja na /dev/md0, safu ya RAID 1 imeundwa kwa mafanikio.

3.4 Usanidi wa Kudumu (mdadm.conf na fstab)

Ili kuhakikisha safu ya RAID inatambuliwa baada ya kuanzisha upya, usanidi wa kudumu unahitajika.

Kwanza, hifadhi usanidi wa RAID wa sasa:

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

Ifuatayo, unda mfumo wa faili kwenye safu ya RAID (mfano: ext4):

sudo mkfs.ext4 /dev/md0

Unda sehemu ya kuunganisha na iunganishe:

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

Baada ya kuthibitisha operesheni, iongeze kwenye /etc/fstab kwa kutumia UUID:

sudo blkid /dev/md0

Ongeza kipengele kama ifuatayo:

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

Hii inahakikisha safu ya RAID 1 inaunganishwa kiotomatiki baada ya kuanzisha upya.

4. Kusanidi RAID 1 Wakati wa Usakinishaji wa Ubuntu

4.1 Kutumia Kisakinishi cha Ubuntu Server

Kisakinishi cha Ubuntu Server kinasaidia usanidi wa hifadhi wa hali ya juu kama RAID na LVM.

Hatua 1: Anzisha kutoka kwa Vyombo vya Usakinishaji
Tengeneza USB inayoweza kuanzisha kutoka kwa ISO ya Ubuntu Server na anza mashine lengwa.

Hatua 2: Maliza Usanidi wa Msingi
Sanidi lugha, kibodi, na mtandao.

Hatua 3: Endelea kwa Usanidi wa Hifadhi
Chagua Mpangilio wa Hifadhi Maalum badala ya unaongozwa.

Hatua 4: Sanidi RAID

1. Chagua diski mbili tupu
2. Unda sehemu (mfano, /boot, swap, /)
3. Chagua “Create Software RAID”
4. Chagua RAID 1 na ugawie vifaa
5. Ugawie mifumo ya faili na sehemu za kuunganisha

Hatua 5: Sakinisha GRUB
Inashauriwa kusanidi GRUB kwenye diski zote mbili ili mfumo uweze kuanzisha hata kama diski moja itashindwa.

4.2 Kutumia RAID na Ubuntu Desktop

Ubuntu Desktop haijumuishi usanidi wa RAID katika kisakinishi chake. Ili kutumia RAID 1, fikiria mbinu zifuatazo:

Njia 1: Jenga RAID kwa Mkono katika Mazingira ya Live → Sakinisha Desktop

1. Anzisha kutoka kwa Live USB
2. Jenga RAID 1 kwa kutumia mdadm
3. Sakinisha Ubuntu Desktop kwenye kifaa cha RAID (mfano, /dev/md0)
4. Rekebisha mipangilio ya grub na fstab

Njia hii inahitaji juhudi zaidi lakini inatoa unyumbufu mkubwa kwa matumizi ya RAID yanayotegemea GUI.

Njia 2: Sakinisha Server na RAID → Ongeza GUI Baadaye

sudo apt update
sudo apt install ubuntu-desktop

This approach is stable and inashauriwa wakati unataka kuongeza GUI kwenye mfumo ulio na RAID.

Kuchagua Kati ya Desktop na Server

Kama RAID ni ya msingi katika mfumo wako, kuanza na Ubuntu Server ni njia laini zaidi.

5. Uendeshaji wa RAID 1 na Utatuzi wa Tatizo

5.1 Kufuatilia Hali ya RAID

Ufuatiliaji wa mara kwa mara ni muhimu kwa kugundua mapungufu mapema:

cat /proc/mdstat

[UU] inaonyesha uendeshaji wa kawaida, wakati [_U] inaonyesha diski moja haipo.

Kwa maelezo zaidi:

sudo mdadm --detail /dev/md0

5.2 Kushughulikia Makosa ya Diski na Kujenga Upya

RAID 1 inaruhusu uendeshaji kuendelea hata kama diski moja itashindwa.

Hatua 1: Tambua diski iliyoshindwa
Angalia hali ya “Removed” au “Faulty”.

Hatua 2: Ondoa diski iliyoshindwa

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

Hatua 3: Tengeneza diski mpya

sudo fdisk /dev/sdX

Hatua 4: Ongeza diski na anza kujenga upya

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

5.3 Kusanidi GRUB kwa Urejeshaji

Sakinisha GRUB kwenye diski zote mbili ili kuhakikisha urejeshaji wa kuanzisha:

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

6. Kutumia RAID ya Vifaa

6.1 RAID ya Vifaa ni Nini?

RAID ya vifaa hutumia kidhibiti maalum kusimamia shughuli za RAID, ikitoa utendaji wa juu na kupunguza mzigo wa CPU.

6.2 Faida na Hasara za RAID ya Vifaa kwenye Ubuntu

Faida:

• Matumizi ya chini ya CPU
• Usanidi usio tegemea OS
• Urejeshaji wa haraka na usaidizi wa hot-swap

Hasara:

• Urejeshaji ni mgumu ikiwa kadi ya RAID itashindwa
• Uchangamoto mdogo
• Gharama ya juu

6.3 Kukagua Hali ya RAID ya Vifaa

Mifumo ya RAID ya vifaa inaonekana kama vifaa vya bloku moja. Hali inapaswa kukaguliwa kwa kutumia vifaa vya muuzaji.

7. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q1. Je, RAID 1 ni mbadala wa nakala za akiba?

Hapana.
RAID 1 inalinda dhidi ya kushindwa kwa diski, si upotevu wa data kutokana na kufutwa au uharibifu.

Q2. Nini kinatokea ikiwa diski moja itashindwa?

Mfumo unaendelea kutumika kwa kutumia diski iliyobaki.

Q3. Je, RAID 1 inaweza kutumika kwenye Ubuntu Desktop?

Ndiyo, lakini usanidi lazima ufanywe kwa mikono.

Q4. Ninawezaje kukagua hali ya RAID?

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

Q5. Je, ninahitaji kusanidi upya GRUB baada ya kubadilisha diski?

Ndiyo, GRUB inapaswa kusanikishwa kwenye diski ya ubadilishaji.

8. Hitimisho

RAID 1 Inahusu Urejeshaji

RAID 1 hutoa nakala ya data kwa wakati halisi, ikiruhusu mifumo kuendelea kutumika baada ya kushindwa kwa diski.

Chaguzi za RAID kwenye Ubuntu

RAID ya programu inayotegemea mdadm ndiyo chaguo la kiutendaji zaidi kwa watumiaji wengi wa Ubuntu.

Matengenezo Huamua Uaminifu

Ufuatiliaji wa mara kwa mara, usanidi sahihi wa GRUB, na nakala za akiba sahihi ni muhimu kwa uthabiti wa muda mrefu.

Kwa Ubuntu na mdadm, RAID 1 inaweza kujengwa kwa urahisi kwa kutumia zana za mstari wa amri. Tumia mwongozo huu kuunda mazingira ya Linux yenye nguvu na ya kuaminika.