Instalar Ubuntu 8.04 com RAID1 por software

Objetivo principal

Instalar e configurar RAID1 por software no instalador do Ubuntu 8.04 para obter espelhamento de blocos entre dois discos, garantindo redundância do sistema e continuidade de operação em caso de falha de unidade.

Antes de começar — pré-requisitos

• Dois discos rígidos instalados no servidor (por exemplo /dev/sda e /dev/sdb).
• Mídia de instalação do Ubuntu 8.04 (CD/DVD ou imagem de rede).
• Conhecimentos básicos de particionamento e linha de comando Linux.
• Backup válido dos dados críticos (RAID não substitui backups).

Importante: RAID1 protege contra falha de hardware de um disco, mas não substitui backups contra corrupção de dados, erro humano, ou falha de todo o sistema (por exemplo, incêndio, roubo ou falha da controladora).

Visão geral do que faremos

1. Criar partições idênticas em ambos os discos e marcá-las como “physical volume for RAID” no instalador.
2. Configurar dispositivos MD (md0 para / e md1 para swap) durante a instalação.
3. Instalar e configurar GRUB em ambos os discos para tornar cada unidade inicializável.
4. Monitorar o estado do array e aprender a remover/adicionar discos com mdadm.
5. Substituir um disco falho e re-sincronizar o array.

Termos rápidos

• RAID1: espelhamento de dados entre discos; todos os blocos são duplicados.
• mdadm: utilitário do Linux para administrar arrays RAID por software.
• /proc/mdstat: pseudo-arquivo que mostra o status atual dos arrays RAID.

Passo a passo durante a instalação do Ubuntu

1. No diálogo “Particionar discos” do instalador, escolha “Editar a tabela de partições manualmente”.
2. Selecione o primeiro disco (/dev/sda).
3. Aceite “Criar uma nova tabela de partições vazia neste dispositivo?”.
4. Crie uma partição primária grande o bastante para o sistema raiz (/).
   • Em “Como usar esta partição”, selecione “physical volume for RAID” — não escolha Ext3 aqui.
   • Marque esta partição como bootable.
5. Crie outra partição primária com o espaço restante para swap.
   • Em “Como usar esta partição”, selecione novamente “physical volume for RAID” — não escolha “swap area” ainda.
6. Repita os passos 2–5 para o segundo disco (/dev/sdb), garantindo partições idênticas e marcando a partição raiz como bootable em ambos.
7. Na caixa principal “Particionar discos”, selecione “Configurar RAID por software”.
8. Quando for perguntado “Escrever as mudanças nos dispositivos de armazenamento e configurar RAID?” selecione “Sim”.
9. Em “Ações de configuração multiss disco” escolha “Criar dispositivo MD”.
10. Em “Tipo de dispositivo multidisco” selecione “RAID1”.
11. Em “Número de dispositivos ativos” digite 2. Em “Número de dispositivos spares” digite 0.
12. Ao selecionar dispositivos ativos, escolha /dev/sda1 e /dev/sdb1 para o primeiro array (md0).
13. Crie o segundo dispositivo MD para as partições de swap: escolha /dev/sda2 e /dev/sdb2 (md1).
14. Quando terminar, escolha “Concluir” na configuração de RAID.

Agora configure os dispositivos MD como sistemas de arquivos reais:

• No diálogo “Particionar discos”, selecione o dispositivo RAID #0 (md0) e configure-o como Ext3 montado em /.
• Configure o dispositivo RAID #1 (md1) como área de swap.

Observação: se você preferir ext4 (não disponível por padrão no 8.04), siga com Ext3 conforme as opções do instalador da época.

Tornando todos os discos inicializáveis (instalar GRUB em cada disco)

Após a primeira inicialização do sistema recém-instalado, execute os comandos do GRUB para instalar o carregador no segundo disco:

grub
device (hd1) /dev/sdb
root (hd1,0)
setup (hd1)
quit

Esses passos carregam o prompt do grub legacy e instalam o setor de boot do GRUB no disco /dev/sdb (hd1). Repita para cada disco que você queira tornar inicializável.

Importante: em sistemas com BIOS/UEFI diferentes, o procedimento difere. O Ubuntu 8.04 usa GRUB Legacy; em versões modernas use grub-install e update-grub.

Adicionando uma entrada de emergência no menu do GRUB

Edite /boot/grub/menu.lst para incluir uma entrada de boot alternativa caso /dev/sda falhe. Exemplo:

vi /boot/grub/menu.lst

Adicione uma entrada como esta (ajuste nomes de kernel/initrd conforme a sua instalação):

### Para inicializar se sda falhar ###
title           Ubuntu 8.04.1, kernel 2.6.24-19-generic /dev/sda fail
root            (hd1,0)
kernel          /boot/vmlinuz-2.6.24-19-generic root=/dev/md0 ro quiet splash
initrd          /boot/initrd.img-2.6.24-19-generic
### Fim mod ###

Depois de salvar, reinicie e teste a entrada do menu para confirmar que o sistema inicializa a partir do segundo disco.

Monitoramento e manutenção básica do array

Por que monitorar: discos podem apresentar degradação gradual (erros de seek) antes de falhar completamente. O kernel pode não remover automaticamente unidades lentas; por isso a vigilância humana e ferramentas automáticas são essenciais.

Comandos úteis:

cat /proc/mdstat
mdadm --query --detail /dev/md0
mdadm --query --detail /dev/md1

Use smartctl (do pacote smartmontools) para checar o SMART de cada disco:

sudo smartctl -a /dev/sda
sudo smartctl -a /dev/sdb

Nota: SMART pode indicar problemas, mas nem sempre avisa antes de uma falha súbita.

Marcar e remover manualmente uma unidade com problemas

Se um disco estiver se comportando mal (erros de I/O, mensagens de kernel), marque as partições correspondentes como failed e remova-as do array:

mdadm --fail /dev/md0 /dev/sda1
mdadm --fail /dev/md1 /dev/sda2
mdadm --remove /dev/md0 /dev/sda1
mdadm --remove /dev/md1 /dev/sda2

Após remover as partições, é seguro desligar o servidor e substituir o disco.

Substituindo um disco falho — playbook (SOP)

Checklist rápido (pré-substituição):

• Verifique /proc/mdstat e o status do array.
• Garanta que você tem um disco de reposição com mesma capacidade ou maior.
• Confirme que há backup atualizado.

Passos detalhados:

1. Marcar as partições do disco defeituoso como failed e remove-las (conforme comandos acima).
2. Desligue o servidor e substitua o disco fisicamente.
3. Ligue o servidor com o novo disco instalado.
4. Criar partições idênticas no novo disco:
   • Método manual: fdisk / cfdisk e recriar partições com os mesmos tamanhos e tipos (código fd para RAID).
   • Método para discos idênticos: copiar a tabela de partições do disco bom para o novo com sfdisk:

sudo sfdisk --dump /dev/sdb | sudo sfdisk /dev/sda

Aviso: confirme cuidadosamente origem e destino para não sobrescrever o disco bom.

5. Adicionar as novas partições ao array:

mdadm --add /dev/md0 /dev/sda1
mdadm --add /dev/md1 /dev/sda2

6. Monitorar a ressincronização:

watch -n5 cat /proc/mdstat

7. Depois de sincronizado, verifique o status detalhado com mdadm –detail e teste de boot de cada disco.

Observação: o kernel faz a ressincronização utilizando ciclos ociosos; em servidores muito ativos a perda de performance pode ser maior e o processo pode demorar.

Criar novo array usando espaço livre

Se restar espaço livre em ambos os discos e você quiser criar outro array (por exemplo md3), crie partições com código fd e execute:

sudo mdadm --create --verbose /dev/md3 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda5 /dev/sdb5

Ajuste IDs de partição conforme seu layout.

Quando RAID1 por software funciona bem e quando evitar

Quando usar RAID1 por software:

• Servidores onde espelhamento simples é necessário.
• Custo e flexibilidade são prioridades sobre controladoras RAID caras.
• Ambientes Linux com administração experiente.

Quando evitar RAID por software:

• Quadro onde a controladora RAID oferece funcionalidades específicas de cache/outras redundâncias imprescindíveis.
• Quando é necessário suporte do fornecedor para a controladora (SLA).

Contraexemplo: se você precisa de RAID5 com hot-spare e integração com controladora hardware para arrays grandes, pode preferir hardware.

Árvore de decisão (Mermaid) — fluxo básico de ação ao detectar um disco problemático

flowchart TD
  A[Detectou erro no disco?] -->|Não| B[Continuar monitoramento com mdadm e smartctl]
  A -->|Sim| C[Verificar logs e /proc/mdstat]
  C --> D{Erro crítico ou repetitivo?}
  D -->|Sim| E[Marcar partição como failed e remover do array]
  D -->|Não| F[Agendar manutenção e monitorar mais de perto]
  E --> G[Substituir disco fisicamente]
  G --> H[Copiar tabela de partições 'sfdisk' ou recriar 'fdisk']
  H --> I[Adicionar partições com mdadm --add]
  I --> J[Monitorar ressincronização e testar boot]

Papel e responsabilidades — checklist por função

Administrador (instalação e arquitetura):

• Planejar layout de disco e esquema de particionamento.
• Validar esquema de backup e recuperação.
• Garantir que GRUB esteja instalado em ambos os discos.

Operador de TI (substituição e troca rápida):

• Executar playbook de substituição.
• Monitorar /proc/mdstat e reportar progresso.
• Coletar logs e alertas para escalonamento.

Equipe de Segurança/Compliance:

• Garantir que trocas de hardware sejam registradas.
• Confirmar que dados em discos defeituosos sejam descartados de forma segura.

Matriz de riscos e mitigação (qualitativa)

• Risco: Ambos os discos falham quase simultaneamente. Mitigação: backups off-site e testes de restauração.
• Risco: Erro humano ao usar sfdisk sobrescrevendo disco bom. Mitigação: procedimentos verificáveis e pares operacionais (peer review).
• Risco: Perda de boot após substituir disco. Mitigação: instalar GRUB em ambos os discos e testar reversão antes de produção.

Testes de aceitação (verificação pós-instalação)

• O sistema inicializa com / montado a partir de /dev/md0.
• Com um disco removido fisicamente (ou marcado failed), o sistema continua operando e /proc/mdstat mostra estado degradado.
• Após substituição e re-add, o array ressincroniza e retorna ao estado “clean”.

Dicas práticas e armadilhas comuns

• Sempre confirme números de dispositivo (/dev/sda, /dev/sdb). Em máquinas com controladoras diferentes a ordem pode variar.
• Em servidores com hot-swap, você pode remover fisicamente o disco depois de marcá-lo como removed.
• Não confie somente no SMART; combine logs do kernel, mdadm e SMART.
• Se o disco novo tiver capacidade ligeiramente maior, ainda assim funciona — apenas garanta que as partições cubram o mesmo espaço ou maior.

Mini-metodologia para implantação segura em produção

1. Planejar: documente layout, partições e pontos de recuperação.
2. Testar: fazer um teste completo em ambiente de laboratório (incluir substituição de disco).
3. Implementar: executar durante janela de manutenção se possível.
4. Monitorar: ativar alertas por email com mdadm –monitor ou sistema de monitoramento central.

Checklist rápido para emergência

• Verificar /proc/mdstat
• Verificar logs em /var/log/syslog ou dmesg
• Marcar partição como failed se houver confirmação
• Remover partição do array
• Substituir disco e copiar tabela de partição
• Adicionar partições com mdadm –add
• Monitorar ressincronização

FAQ (perguntas rápidas)

O que acontece se ambos os discos falharem?

RAID1 não protege contra falha simultânea de ambos os discos. Tenha backups externos e procedimentos de restauração.

Posso usar este guia em versões mais novas do Ubuntu?

Conceitualmente sim, mas ferramentas e procedimentos mudaram (GRUB2, ext4, instalador diferente). Adapte comandos para a versão moderna.

Preciso de hardware especial para RAID por software?

Não. RAID por software usa o kernel e mdadm; placas controladoras RAID não são necessárias.

Resumo final

RAID1 por software no Ubuntu 8.04 é uma solução econômica e flexível para espelhamento de disco. Requer cuidado ao particionar durante a instalação, instalação do GRUB em todos os discos, monitoramento contínuo (mdadm, smartctl) e procedimentos claros para substituir discos falhos. Com planejamento e testes, você terá redundância eficaz sem custos de controladora hardware.

Importante: RAID reduz o risco de interrupção causada por falha de disco único, mas não elimina a necessidade de backups adequados.

Glossário rápido (uma linha cada)

• mdadm: utilitário para criar e administrar arrays RAID no Linux.
• /proc/mdstat: arquivo virtual que mostra o estado atual dos MD devices.
• GRUB: carregador de boot (no Ubuntu 8.04 é GRUB Legacy).