RAID1: Ausfall eines Laufwerks simulieren und austauschen

Kurzfassung: Diese Anleitung zeigt, wie Sie in einem RAID1-Array unter Linux einen Laufwerksausfall simulieren, ein neues Laufwerk einsetzen, die Partitionstabelle kopieren, das neue Laufwerk in das RAID einfügen und die Synchronisation überwachen. Backup prüfen, Geräte-IDs statt /dev/sdX verwenden und warten, bis die Resynchronisation vollständig abgeschlossen ist.

Übersicht

In diesem Abschnitt wird beschrieben, wie Sie einen Festplattenausfall simulieren und ein fehlerhaftes Laufwerk in einem RAID1-Array mit mdadm ersetzen. Alle Befehle sind so dargestellt, wie sie in einer Shell eingegeben werden. Verwenden Sie bei produktiven Systemen die Pfade unter /dev/disk/by-id/ oder UUIDs, um Verwechslungen zu vermeiden.

Wichtig: Führen Sie diese Schritte nur, wenn Sie ein aktuelles Backup haben oder in einer Testumgebung arbeiten.

Test: Laufwerksausfall simulieren

Es spielt keine Rolle, ob /dev/sda oder /dev/sdb betroffen ist. Im Beispiel nehmen wir an, dass /dev/sdb ausgefallen ist.

Sie können das Laufwerk physisch entfernen oder (soft) wie folgt als fehlerhaft markieren:

mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb1  
mdadm --manage /dev/md1 --fail /dev/sdb2

Anschließend entfernen:

mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb1  
mdadm --manage /dev/md1 --remove /dev/sdb2

Fahren Sie das System herunter, um das Laufwerk physisch zu ersetzen:

shutdown -h now

Tauschen Sie die defekte Platte gegen eine neue. Wenn Sie einen Ausfall von /dev/sda simuliert haben, müssen Sie ggf. die neue Platte an der Stelle von /dev/sda anschließen und das ersetzte Laufwerk als /dev/sdb einstecken. Starten Sie das System neu. Es sollte ohne Probleme booten.

Zustand prüfen

Nach dem Boot prüfen Sie den RAID-Status:

cat /proc/mdstat

Beispielausgabe:

[root@server1 ~]# cat /proc/mdstat  
Personalities : [raid1] [raid6] [raid5] [raid4]  
md0 : active raid1 sda1[0]  
      200704 blocks [2/1] [U_]  
  
md1 : active raid1 sda2[0]  
      5036288 blocks [2/1] [U_]  
  
unused devices:   
[root@server1 ~]#

Auch fdisk -l zeigt, dass /dev/sdb keine Partitionstabelle hat:

[root@server1 ~]# fdisk -l  
  
Disk /dev/sda: 5368 MB, 5368709120 bytes  
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders  
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes  
Disk identifier: 0x0008b885  
  
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System  
/dev/sda1   *           1          25      200781   fd  Linux raid autodetect  
/dev/sda2             26         652     5036377+  fd  Linux raid autodetect  
  
Disk /dev/sdb: 5368 MB, 5368709120 bytes  
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders  
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes  
Disk identifier: 0x00000000  
  
Disk /dev/sdb doesn't contain a valid partition table  
  
[... Ausgabe gekürzt ...]  
[root@server1 ~]#

Partitionstabelle kopieren

Kopieren Sie die Partitionstabelle von /dev/sda auf /dev/sdb:

sfdisk -d /dev/sda | sfdisk /dev/sdb

Wenn ein Fehler wegen fehlender Signatur auftritt, können Sie –force versuchen:

sfdisk -d /dev/sda | sfdisk --force /dev/sdb

Beispielausgabe:

[root@server1 ~]# sfdisk -d /dev/sda | sfdisk /dev/sdb  
Checking that no-one is using this disk right now ...  
OK  
  
Disk /dev/sdb: 652 cylinders, 255 heads, 63 sectors/track  
  
sfdisk: ERROR: sector 0 does not have an msdos signature  
 /dev/sdb: unrecognized partition table type  
Old situation:  
No partitions found  
New situation:  
Units = sectors of 512 bytes, counting from 0  
  
   Device Boot    Start       End   #sectors  Id  System  
/dev/sdb1   *        63    401624     401562  fd  Linux raid autodetect  
/dev/sdb2        401625  10474379   10072755  fd  Linux raid autodetect  
/dev/sdb3             0         -          0   0  Empty  
/dev/sdb4             0         -          0   0  Empty  
Successfully wrote the new partition table  
  
Re-reading the partition table ...  
  
If you created or changed a DOS partition, /dev/foo7, say, then use dd(1)  
to zero the first 512 bytes:  dd if=/dev/zero of=/dev/foo7 bs=512 count=1  
(See fdisk(8).)  
[root@server1 ~]#

Hinweis: Wenn Sie LVM oder verschlüsselte Partitionen verwenden, passen Sie die Schritte entsprechend an.

Alte RAID-Metadaten entfernen und neues Laufwerk hinzufügen

Vor dem Hinzufügen sollten alle alten Superblöcke entfernt werden:

mdadm --zero-superblock /dev/sdb1  
mdadm --zero-superblock /dev/sdb2

Dann das neue Laufwerk in die Arrays einfügen:

mdadm -a /dev/md0 /dev/sdb1  
mdadm -a /dev/md1 /dev/sdb2

Prüfen Sie erneut den Status:

cat /proc/mdstat

Beispiel, während die Resynchronisation läuft:

[root@server1 ~]# cat /proc/mdstat  
Personalities : [raid1] [raid6] [raid5] [raid4]  
md0 : active raid1 sdb1[1] sda1[0]  
      200704 blocks [2/2] [UU]  
  
md1 : active raid1 sdb2[2] sda2[0]  
      5036288 blocks [2/1] [U_]  
      [=====>...............]  recovery = 29.8% (1502656/5036288) finish=18.8min speed=3116K/sec  
  
unused devices:   
[root@server1 ~]#

Warten Sie, bis die Synchronisation abgeschlossen ist:

[root@server1 ~]# cat /proc/mdstat  
Personalities : [raid1] [raid6] [raid5] [raid4]  
md0 : active raid1 sdb1[1] sda1[0]  
      200704 blocks [2/2] [UU]  
  
md1 : active raid1 sdb2[1] sda2[0]  
      5036288 blocks [2/2] [UU]  
  
unused devices:   
[root@server1 ~]#

Bootloader installieren

Starten Sie grub und installieren Sie den Bootloader auf beiden Festplatten:

grub

Dann in der grub-Konsole:

root (hd0,0)  
setup (hd0)  
root (hd1,0)  
setup (hd1)  
quit

Damit ist das fehlerhafte Laufwerk im RAID1 ersetzt und das Array wieder vollständig.

Wann diese Methode fehlschlägt

• Unterschiedliche Plattengrößen: Wenn die neue Platte kleiner ist, passt die Partitionstabelle möglicherweise nicht.
• Udev-Device-Name-Änderungen: /dev/sdX können sich beim Reboot ändern — besser /dev/disk/by-id/ verwenden.
• Verschlüsselte oder komplexe LVM-Setups: Zusätzliche Schritte notwendig.

Alternative Ansätze

• Verwenden Sie dd oder parted zum Kopieren partieller Inhalte, wenn sfdisk nicht passt.
• Für Hardware-RAID: Nutzen Sie das RAID-Controller-Tool statt mdadm.
• Snapshots/Backups: Wiederherstellung aus Backup, wenn mehrere Platten ausfallen.

Kurzanleitung / Playbook (Operator-Checkliste)

1. Backup bestätigen.
2. RAID-Status prüfen (cat /proc/mdstat).
3. Laufwerk mit mdadm als failed markieren oder physisch entfernen.
4. Neue Platte einbauen.
5. Partitionstabelle kopieren (sfdisk).
6. mdadm –zero-superblock auf neuen Partitionen ausführen.
7. mdadm -a zum Hinzufügen.
8. Auf vollständige Resynchronisation warten.
9. Bootloader auf beiden Platten installieren.
10. Monitoring/Logs prüfen.

Risiken & Gegenmaßnahmen

• Risiko: Datenverlust bei falscher Gerätewahl. Gegenmaßnahme: Geräte-IDs verwenden, vor Änderungen double-check.
• Risiko: Bootversagen nach Austausch. Gegenmaßnahme: Bootloader auf beiden Platten installieren und testen.
• Risiko: Langsame Resynchronisation. Gegenmaßnahme: Resync-Priorität anpassen (sysctl) und Off-Peak-Zeit wählen.

Kurzes Glossar (1-Zeiler)

• mdadm: Linux-Tool zur Verwaltung von Software-RAID.
• /proc/mdstat: Kernel-Schnittstelle, die RAID-Status anzeigt.
• superblock: Metadaten, die mdadm auf Partitionen speichert.

Links

• The Software-RAID Howto: http://tldp.org/HOWTO/Software-RAID-HOWTO.html
• Fedora: http://fedoraproject.org

Zusammenfassung

Sie haben gelernt, wie man einen Laufwerksausfall in einem RAID1 simuliert, die Partitionstabelle kopiert, ein neues Laufwerk in das Array aufnimmt und die Synchronisation überwacht. Verwenden Sie Geräte-IDs, prüfen Sie Backups und warten Sie auf eine vollständige Resynchronisation, bevor Sie das System als repariert betrachten.

Wichtig: Testen Sie diese Schritte zunächst in einer sicheren Umgebung und dokumentieren Sie jeden Schritt in Ihrem Change-Log.