Como instalar RAID por software no Linux

Introdução

Este texto foi baseado em materiais publicados por Emidio Planamente e howtoforge. Referências originais:

• http://www.planamente.ch/emidio/pages/linux_howto_root_lvm_raid.php
• https://www.howtoforge.com

Testado com distribuições: Debian 3.1 & 3.1r1a (sarge) e Ubuntu Server 5.10 “The Breezy Badger Release”. O objetivo principal aqui é configurar RAID1 para redundância entre dois discos, mas o método permite RAID0 e RAID5 se necessário.

Importante: não invente números — se estiver em produção, faça backup completo antes de mexer em partições.

Pré-requisitos

• Dois discos físicos (no exemplo: hda e hdb) com espaço suficiente.
• Conhecimento básico de particionamento e montagem de sistemas de arquivos.
• Acesso ao instalador do Debian/Ubuntu ou a um ambiente live com suporte ao mdadm.
• Ferramenta mdadm disponível (o instalador já inclui suporte durante a configuração de RAID).

Esquema de partições sugerido

No exemplo do autor foi usado o seguinte esquema (ajuste às suas necessidades):

• /boot — 50 MB
• swap — 1 GB
• / — 10 GB
• /var — restante do disco

Crie as mesmas partições (mesmos tamanhos) em ambos os discos (hda e hdb). Em vez de escolher ext3 direto no particionador, selecione “Linux RAID” para cada partição que fará parte do array.

Criando RAID por software durante a instalação

1. No instalador, após criar as partições idênticas em ambos os discos, abra o utilitário “Configure Software RAID”. Este utilitário usa o mdadm por baixo (veja http://freshmeat.net/projects/mdadm/).
2. Escolha o tipo de RAID desejado: RAID0 (performance), RAID1 (espelhamento) ou RAID5 (paridade). Com dois discos, RAID1 é a opção óbvia para redundância.
3. Seleccione os pares de partições correspondentes (por exemplo, hda1 + hdb1) e crie um array RAID para cada par. Se você tiver 4 partições por disco, criará 4 arrays RAID (md0, md1, md2, md3, etc.).
4. Feche o configurador de RAID. Na tela de particionamento agora aparecerão as entradas dos dispositivos RAID recém-criados.
5. Para cada dispositivo RAID, abra-o, altere o tipo de sistema de arquivos do RAID para o sistema de arquivos final (por exemplo ext3) e escolha o ponto de montagem correspondente (/boot, swap, /, /var etc.).
6. Salve e permita que o instalador escreva as alterações. A construção dos arrays pode demorar; no relato original o sistema ficou muito lento por cerca de uma hora — seja paciente.

Observação importante: a criação e sincronização de arrays pode consumir muita I/O; planeje manutenção fora de horas de pico.

Verificando o progresso: /proc/mdstat

Você pode monitorar a sincronização dos arrays numa segunda consola (por exemplo ALT+F2) com:

cat /proc/mdstat

No Debian/Ubuntu a saída típica durante/apos a sincronização se parece com:

root@server1:/home/patje/install_ispconfig# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid1]
md3 : active raid1 sda4[0] sdb4[1] 133596416 blocks [2/2] [UU]
md2 : active raid1 sda3[0] sdb3[1] 24410688 blocks [2/2] [UU]
md1 : active raid1 sda2[0] sdb2[1] 1951808 blocks [2/2] [UU]
md0 : active raid1 sda1[0] sdb1[1] 120384 blocks [2/2] [UU]
unused devices: 

• [UU] indica que todos os dispositivos do array estão online e sincronizados.
• Enquanto a sincronização estiver em andamento, verá progresso e porcentagens na saída.

Depois da sincronização

Quando todos os arrays estiverem prontos, continue a instalação normalmente. O instalador continuará com a instalação do sistema base, bootloader e pacotes adicionais. Após o primeiro boot, instale e reveja as ferramentas mdadm para monitoramento e notificações.

Recomenda-se configurar e testar notificações por e-mail ou scripts de monitoramento para receber alertas de degradação de arrays.

Mini-metodologia (passos rápidos)

1. Planejar esquema de partições e montar pontos.
2. Criar partições idênticas em ambos os discos e marcar como “Linux RAID”.
3. Criar arrays no instalador usando “Configure Software RAID”.
4. Alterar tipo filesystem e pontos de montagem para cada array.
5. Salvar e aguardar sincronização (monitorar com cat /proc/mdstat).
6. Completar instalação e configurar monitoramento pós-boot.

Cheat sheet / comandos úteis

• Ver status dos arrays:

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

• Montar manualmente (exemplo):

mount -t ext3 /dev/md2 /mnt

• Verificar dispositivos:

lsblk -f
fdisk -l

Quando não usar RAID por software (contraexemplos)

• Se você tem apenas um disco físico, RAID1 não traz benefício algum.
• Se precisa de máxima performance de escrita sem redundância, RAID0 pode ser mais adequado, mas arriscado.
• Em ambientes com controladora RAID hardware que ofereça melhores recursos (battery-backed cache, hot-spare control), hardware RAID pode ser preferível.
• Se os discos tiverem tamanhos diferentes, arrays podem ser limitados ao menor disco — alinhe tamanhos primeiro.

Alternativas e complementos

• Hardware RAID: controlador dedicado com cache/BBU. Menos carga CPU, mas custo maior.
• LVM sobre RAID: cria flexibilidade com volumes lógicos por cima dos md devices.
• RAID por LVM (RAID ao nível do LVM) ou ZFS/RAIDZ (sistemas de ficheiros com RAID integrado).

Riscos comuns e mitigações

• Risco: sincronização interrompida por falta de energia. Mitigação: fonte ininterrupta (UPS) durante a criação.
• Risco: bootloader instalado apenas num disco. Mitigação: instalar GRUB em ambos os discos para permitir boot se um falhar.
• Risco: diferenças de partição/dimensões entre discos. Mitigação: criar partições com tamanhos idênticos explicitamente.

Checklist por função

• Administrador de sistema:

  • Planejou esquema de partições
  • Fez backup completo antes
  • Instalou GRUB em ambos os discos
  • Configurou alertas do mdadm

• Operações / Infra:

  • Reservou janela de manutenção
  • Verificou integridade pós-sincronização
  • Testou recuperação de falha (simular remoção de disco)

Glossário (1 linha)

• mdadm: utilitário para criar e gerenciar arrays RAID por software no Linux.
• RAID1: espelhamento de dados entre dois ou mais discos, redundância para leitura/escrita.
• /proc/mdstat: interface no kernel que mostra o estado atual dos dispositivos RAID.

Critérios de aceitação / Testes

• Todos os arrays aparecem em /proc/mdstat com [UU].
• O sistema consegue dar boot com cada disco (testar removendo um disco em ambiente controlado).
• Monitoramento gera alertas quando um membro do array fica “degraded”.

Resumo

Configurar RAID por software no instalador Debian/Ubuntu é um processo direto: crie partições idênticas, marque-as como “Linux RAID”, crie arrays via “Configure Software RAID”, formate e monte. Monitore com /proc/mdstat e configure notificações. Em servidores de produção, teste recuperação e instale o bootloader em ambos os discos.

Importante: sempre faça backup antes de alterar partições e planeje a janela de manutenção para evitar impactos em produção.

Referências e leitura adicional:

• mdadm: http://freshmeat.net/projects/mdadm/
• HowtoForge (guia de configuração citado): https://www.howtoforge.com
• Emidio Planamente: http://www.planamente.ch/emidio/pages/linux_howto_root_lvm_raid.php