Ubuntu Software RAID 0, 1 und 5 einrichten

Mit einem RAID (=Redundant Array of Idependent Disks) ist es möglich mehrere Festplatten zu einer logischen Einheit zu verbinden.

Dabei gibt es verschiedene RAID Modi. Die gängigsten sind RAID 0 (Striping), RAID 1 (Spiegelung) und RAID 5 (Verteilte Parität).



In diesem Artikel wird beschrieben wie man die unterschiedlichen RAIDs ohne einen extra RAID Controller als Software RAID einrichtet.

Voraussetzungen

Die Festplatten des RAID Verbundes sollten gleich groß sein. Andernfalls wird Speicherplatz verschenkt, da die Kapazität der kleinsten Platte ausschlaggebend ist.

Weiterhin muss zunächst das Paket für die RAID Verwaltung installiert werden.

sudo apt-get install mdadm

Für Festplatten > 2 TB muss zusätzlich das Paket gfdisk installiert werden um diese nach dem neuen GPT Schema zu partitionieren. An dieser Stelle ein Danke an Jeykon, der mich auf den Punkt aufmerksam gemacht hat.

Festplatten formatieren

Zunächst werden die Festplatten für den RAID Verbund mit fdisk formatiert.

sudo fdisk -l

Mit diesem Befehl erhalten wir eine Übersicht über alle angeschlossenen Festplatten.




sudo fdisk /dev/sdb

Für Platten, die größer als 2 TB sind, muss gfdisk verwendet werden.

sudo gfdisk /dev/sdb

Partition anlegen

• n - Neue Partition anlegen


• p - Primäre Partition


• 1 - Partitionsnummer 1


• Erster Sektor - Nur Eingabetaste drücken


• Letzter Sektor - Ebenfalls Eingabetaste drücken

Dateisystemtyp festlegen

• t - Partition 1 wird automatisch ausgewählt


• fd - Typ ist "Linux raid auto"


• w - Änderungen schreiben und beenden

Diese Schritte sind für alle Platten zu wiederholen. Anschließend ist die Konfiguration der Platten abgeschlossen. Im nächsten Schritt werden wir diese nun in den RAID Verbund aufnehmen.

RAID 0

Das Erstellen eines RAID 0 Verbunden erfolgt in Ubuntu mit dem nachfolgenden Befehl:

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --auto=yes --level=0 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1

Die Option Level gibt hier den RAID Level an. Wichtig ist hier die Option raid-devices (Anzahl der Festplatten) entsprechend der eigenen Konfiguration anzupassen.

Das RAID Volume ist nun gestartet und fast einsatzbereit. Über fdisk können wir nun das neue virtuelle Gerät /dev/md0 sehen.

RAID 1

Die Erstellung eines RAID 1 Verbundes erfolgt über den gleichen Befehl. Es werden lediglich die Parameter angepasst.

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --auto=yes --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1

Auch hier kann das Ergebnis wieder mit fdisk -l geprüft werden.

RAID 5

Ein RAID 5 Verbund wird über den nachfolgenden Befehl initialisiert:

sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --auto=yes --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

Wichtig ist hier, dass gemäß der RAID 5 Spezifikation mindestens 3 Festplatten benötigt werden.

Dateisystem erstellen

Nachdem der eigentliche RAID Verbund initialisiert ist, kann ein Dateisystem auf dem neuen logischen Gerät /dev/md0 erstellt werden.

Auch hier nutzen wir für die Anpassung der Partitionstabelle wieder fdisk.

sudo fdisk /dev/md0

• n - Neue Partition anlegen


• p - Primäre Partition


• 1 - Partitionsnummer 1


• Erster Sektor - Nur Eingabetaste drücken


• Letzter Sektor - Ebenfalls Eingabetaste drücken

Dateisystemtyp festlegen

• t - Partition 1 wird automatisch ausgewählt


• 83 - Typ ist "Linux"


• w - Änderungen schreiben und beenden

Das Anlegen des Dateisystems erfolgt nun über das nachfolgende Kommando.

mkfs.ext4 /dev/md0

Dateisystem einbinden

Damit ist das Dateisystem fertig erstellt. Jetzt muss dieses noch auf einen Mountpunkt gemappt werden.

Zunächst erstellen wir einen neuen Ordner. Natürlich kann man das Laufwerk auch auf einen bestehenden Ordner verbinden.

sudo mkdir /mnt/raid


Dazu die /etc/fstab mit einem Editor und Root-Rechten öffnen und nachfolgende Zeile anfügen.

/dev/md0     /mnt/raid     ext4     defaults     0      0

Und einbinden:

sudo mount -all

Aufgaben

Array stoppen / starten

Bevor das Array gestoppt werden kann, muss /dev/md0 entbunden werden:

sudo umount /dev/md0


Jetzt kann das RAID gestoppt werden. Auch hier verwenden wir wieder mdadm.

sudo mdadm --stop /dev/md0

Zum Starten einfach den Parameter --start verwenden.

Array löschen

Bevor ein Array gelöscht werden kann muss es deaktiviert werden. Siehe oben.
Anschließend wird alles gelöscht.

sudo mdadm --zero-superblock /dev/sdb1
sudo mdadm --zero-superblock /dev/sdc1
sudo mdadm --zero-superblock /dev/sdd1

Defekte Festplatte tauschen

Angenommen die Festplatte /dev/sdc ist defekt. Zuerst die Partition auf der Festplatte als defekt markieren

sudo mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdc1

Nun kann die Partition komplett aus dem RAID entfernt werden:

sudo mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdc1

Sobald die Platte getauscht ist und wieder eine RAID Partition auf dieser erstellt wurde, wird diese dem Array wieder hinzugefügt.

sudo mdadm /dev/md0 --add /dev/sdc1

Fazit

Die Performance eines Software RAIDs ist natürlich etwas geringer als die eines echten Hardware RAIDs. Dennoch ist die Konfiguration unter Ubuntu recht übersichtlich und logisch.

Für den professionellen Einsatz im Rechenzentrum ist an Hardware RAID dennoch die bessere Wahl.

Quellen: Ubuntu Logo