Testes e substituição de um disco em RAID1

Contexto rápido

Este guia descreve, passo a passo, como testar a substituição de um disco falho em um array RAID1 usando mdadm. RAID1 espelha dados entre discos; você pode substituir discos sem perda de dados se executar os passos corretamente.

Termos em uma linha:

• mdadm: utilitário de gerenciamento de arrays RAID no Linux.

1. Simular a falha do disco

Você pode simular a remoção do disco de duas maneiras: remover fisicamente após desligar a máquina ou marcar a partição como com falha (soft-remove) com mdadm.

Exemplo (supondo que /dev/sdb falhou):

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

Remover as partições do array:

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

Desligue a máquina para trocar fisicamente o disco, se desejar:

shutdown -h now

Se você trocou /dev/sda pelo novo disco físico, monte o novo disco como /dev/sdb conforme explicado abaixo (ou adapte os nomes conforme sua topologia).

2. Verificar o estado degradado

Após reiniciar, verifique o status do array:

cat /proc/mdstat

Saída esperada quando o array está degradado:

[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 ~]#

Também pode checar as partições e discos com:

fdisk -l

(Este comando mostrará que /dev/sdb não contém uma tabela de partições válida, se for um disco novo.)

3. Copiar a tabela de partições do disco saudável

Copie a tabela de partições do disco bom (/dev/sda) para o disco novo (/dev/sdb):

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

Se houver erro sobre assinatura msdos, tente forçar:

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

Exemplo de saída bem-sucedida:

[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 ~]#

4. Limpar assinaturas RAID antigas e adicionar o disco ao array

Zere qualquer superbloco RAID antigo no novo disco (partições):

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

Em seguida, adicione as partições ao array:

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

Verifique o progresso de reconstrução/sincronização:

cat /proc/mdstat

Exemplo mostrando recuperação em andamento:

[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 ~]#

Espere até que o array apresente [UU] em todas as metas (sincronização concluída):

[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 ~]#

5. Reinstalar o GRUB em ambos os discos

Para garantir que a máquina consiga inicializar mesmo se um dos discos falhar, reinstale o bootloader em ambos os discos com o utilitário grub (modo interativo mostrado):

grub

No prompt do grub:

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

Após isso, o disco substituído faz parte do array e o sistema está pronto.

Quando este procedimento pode falhar

• Tabelas de partição incompatíveis entre discos (tamanhos diferentes ou setores de início divergentes).
• Partições com setores defeituosos no disco de origem ao clonar a tabela.
• Versões diferentes do mdadm que não suportam opções usadas.
• Erros de permissão (execute como root) ou discos com nomes de dispositivos trocados.

Se falhar: verifique logs (dmesg, /var/log/messages/journal), confirme nomes de dispositivo com lsblk e revise erros do sfdisk/mdadm mostrados na saída.

Abordagens alternativas

• Usar dd para copiar byte a byte (dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=1M) quando as tabelas forem idênticas e você deseja clonagem completa — cuidado com discos de tamanhos diferentes.
• Usar parted para replicar partições GPT (se você usar GPT em vez de MBR).
• Criar manualmente as partições com fdisk/parted seguindo o layout do disco bom.

Checklist rápido para o administrador

• Confirmar qual disco é o falho com lsblk e cat /proc/mdstat.
• Marcar partições como failed e removê-las do array ou desligar para troca física.
• Substituir fisicamente o HDD se necessário.
• Copiar a tabela de partições: sfdisk -d /dev/sda | sfdisk /dev/sdb.
• mdadm –zero-superblock nas partições novas.
• mdadm -a para adicionar as partições ao array.
• Monitorar /proc/mdstat até sincronização completa.
• Reinstalar GRUB em ambos os discos.
• Testar reboot e confirmar array montado corretamente.

Critérios de aceitação

• O array RAID1 mostra [UU] em /proc/mdstat para todas as réplicas.
• O sistema inicializa corretamente com cada disco de forma independente (após testes de boot).
• Não há erros persistentes em dmesg relacionados ao RAID ou partições.

Mini-metodologia (por que seguir esta ordem)

1. Identificar e isolar o disco defeituoso para não causar corrupção.
2. Preparar o disco substituto com tabela de partições idêntica.
3. Garantir que não existam metadados RAID conflitantes.
4. Adicionar ao array e esperar sincronizar totalmente.
5. Reinstalar bootloader para garantir redundância de boot.

Links úteis

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

Resumo: seguindo estes passos você substitui um HDD em um RAID1 com segurança usando ferramentas padrão (sfdisk, mdadm, grub). Teste em um ambiente controlado antes de aplicar em produção.