Установка Ubuntu 8.04 с программным RAID1

Введение

Это руководство объясняет, как настроить программный RAID1 при первичной установке Ubuntu 8.04 (Hardy Heron), как сделать каждый диск загрузочным, как безопасно заменить вышедший из строя диск и как мониторить состояние массива. Программный RAID1 зеркалирует данные между дисками: при падении одного диска система остаётся работоспособной, пока второй диск цел. RAID1 требует минимум двух дисков.

Важно: Ubuntu 8.04 — устаревшая версия операционной системы. Там могут отсутствовать современные улучшения безопасности и поддержки оборудования. По возможности рассмотрите обновление до поддерживаемой версии Ubuntu.

Требования и подготовка

Два физических жёстких диска одинакового или схожего объёма (например, /dev/sda и /dev/sdb).
Доступ к установщику Ubuntu 8.04 (CD/ISO).
Базовые знания работы с fdisk/sfdisk, mdadm, grub.
Резервные копии критичных данных перед началом.

Во время установки Ubuntu

При диалоге «Partition Disks» выберите «Manually edit the partition table».
Выберите первый диск (/dev/sda).
Подтвердите создание новой пустой таблицы разделов.
Создайте первичный раздел, достаточный для корневой файловой системы.
Для пункта «How to use this partition» выберите «physical volume for RAID», вместо стандартного «Ext3 journaling file system».
Отметьте раздел как загрузочный (bootable).
Создайте второй первичный раздел, занимающий оставшееся пространство — он будет использоваться как swap.
Для второго раздела также выберите «physical volume for RAID» (не «swap area»).
Повторите те же шаги для второго диска (/dev/sdb). Убедитесь, что раздел 1 на обоих дисках помечены как загрузочные.
В основном диалоге «Partition Disks» выберите «Configure Software RAID».
При запросе «Write the changes to the storage devices and configure RAID» выберите «Yes».
Для «Multidisk configuration actions» выберите «Create MD device».
Для «Multidisk device type» выберите «RAID1».
Для «Number of active devices for the RAID1 array» введите «2».
Для «Number of spare devices for the RAID1 array» введите «0».
При выборе «Active devices for the RAID1 multidisk device» отметьте /dev/sda1 и /dev/sdb1.
Создайте ещё один MD-устройство для /dev/sda2 и /dev/sdb2.
В конце выберите «Finish».

Затем назначьте устройство md0 в качестве корневой файловой системы (/), а md1 — как swap:

В диалоге «Partition Disks» выберите RAID device #0 и настройте его как Ext3, монтируемый в /.
RAID device #1 назначьте как swap.

Делание каждого диска загрузочным

После установки загрузитесь в систему и выполните следующие команды в GRUB (в интерактивной сессии grub):

grub

device (hd1) /dev/sdb

root (hd1,0)

setup (hd1)

quit

Эти команды установят GRUB на второй диск (/dev/sdb). Повторите установку загрузчика на оба диска, если нужно.

Добавление записи в /boot/grub/menu.lst для резервной загрузки

Откройте файл:

vi /boot/grub/menu.lst

Добавьте примерно такой блок, чтобы при отказе sda можно было загружаться с sdb:

### To boot if sda fails ###
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
### End mod ###

Замените имена vmlinuz и initrd на актуальные для вашей системы. Перезагрузитесь и проверьте загрузку с второго диска.

Уход и мониторинг массива

Программный RAID1 позволяет системе работать при выходе одного диска из строя. Однако диск может начать давать ошибки без полного отказа. В этом случае md-драйвер может не отключить его автоматически, а производительность массива снизится. Вы можете вручную пометить диск как «failed» и удалить его из массива.

Примеры команд для пометки как failed и удаления из массива:

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

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

Проверка статуса массива:

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

Для мониторинга SMART используйте smartctl (smartmontools):

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

mdadm может работать в режиме мониторинга и отправлять уведомления на почту root при обнаружении проблем:

mdadm --monitor --daemonise --syslog /dev/md0 /dev/md1

Для постоянной конфигурации мониторинга добавьте соответствующие опции в /etc/default/mdadm или настройте init/systemd unit.

Замена вышедшего из строя диска — пошаговый SOP

Обнаружьте сбой: проверьте /proc/mdstat и логи.
Если диск ещё не помечен как failed, вручную пометьте:

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

Удалите из массива:

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

Отключите питание и замените физический диск.
Загрузите систему и создайте таблицу разделов на новом диске, сделав её идентичной оставшемуся рабочему диску. Можно использовать sfdisk для копирования:

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

Внимание: Убедитесь, что источник и назначение указаны правильно — ошибка перезапишет рабочую таблицу разделов.

Пометьте разделы как RAID (тип fd) при необходимости.
Добавьте новые разделы в массивы:

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

Мониторьте процесс восстановления:

watch -n 5 cat /proc/mdstat

После завершения синхронизации убедитесь, что состояние массива — «clean» или «active»:

mdadm --detail /dev/md0

При необходимости установите GRUB на новый диск, как было описано ранее.

Примечание

Синхронизация происходит в фоне и использует свободные ресурсы. На загруженных серверах ресинк может идти значительно дольше.

Создание нового массива на свободном пространстве

Если у вас есть свободное пространство и нужно создать новый RAID1, создайте разделы типа RAID (fd) на обоих дисках, затем выполните:

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

Проверьте /proc/mdstat и затем отформатируйте и смонтируйте /dev/md3 как обычное устройство.

Критерии приёмки

Массивы /dev/md0 и /dev/md1 отображаются в mdadm –detail как active и clean.
cat /proc/mdstat показывает 100% синхронизацию и отсутствие резерва.
Система успешно загружается с любого из дисков (проверено отключением одного физического диска).
После замены диска синхронизация автоматически завершилась, и данные доступны.

Контрольные списки

Администратор перед установкой:

Резервное копирование всех важных данных.
Подготовлены два диска, проверены SMART-атрибуты.
Наличие установочного носителя Ubuntu 8.04.
Доступ к консоли сервера.

Действия при отказе диска (оператор):

Проверить /proc/mdstat и журналы.
Пометить диск как failed и удалить из массива.
Заменить физический диск.
Воспроизвести таблицу разделов и добавить разделы обратно в массив.
Мониторить синхронизацию до завершения.

Тестовые сценарии и приёмка

Отключите /dev/sda физически и убедитесь, что система продолжает работать и монтированные файловые системы доступны.
Пометьте /dev/sda как failed и удалите: проверьте, что md-устройства продолжают работать с одним активным диском.
Замените диск, воспроизведите таблицу разделов через sfdisk и добавьте разделы в массив — убедитесь в завершении ресинкa.
Проверьте загрузку с /dev/sdb после установки GRUB туда.

Когда программный RAID1 не подходит (ограничения и альтернативы)

Если вам нужен высокий уровень производительности на запись при масштабируемом RAID — аппаратный контроллер RAID или файлопомощник вроде ZFS/RAIDZ могут дать выигрыш.
Если вам требуется управляемое аппаратное кэширование и батарейная защита, аппаратный RAID предпочтителен.
Для тонкого управления томами и снапшотов рассмотрите LVM поверх RAID или ZFS вместо mdadm.

Альтернативы:

Аппаратный RAID (RAID-контроллер).
ZFS (зеркало) — современная файловая система с интегрированным управлением томами и контрольной суммой.
LVM + mdadm — комбинирование логического менеджера томов с RAID.

Ментальные модели и эвристики

RAID1 = зеркало. Дублирует данные на 2 диска. Если один диск умер, данные остаются на другом.
RAID не заменяет бэкап. RAID защищает от отказа диска, но не от случайного удаления, ошибок ПО или повреждения данных.
Регулярный мониторинг и тестовая процедура замены диска — ключ к высокой доступности.

Безопасность и жёсткая настройка

Ограничьте доступ к /dev/md и /dev/sd через права и политики sudo.
Храните /etc/mdadm/mdadm.conf под управлением версионного контроля и бекупьте файл.
Настройте мониторинг mdadm с отправкой оповещений на внешнюю почту/систему уведомлений.
Проверяйте и защищайте доступ к консоли GRUB.

Совместимость и миграция (заметки)

Ubuntu 8.04 использует старые версии mdadm и init-системы; команды mdadm и поведение массивов в современных дистрибутивах могут отличаться.
При планировании миграции на новый сервер/дистрибутив сохраните /etc/mdadm/mdadm.conf и используйте mdadm –examine для проверки UUID и состава массива.

Полезные сниппеты и шаблоны

Пример записи в /etc/mdadm/mdadm.conf (минимальный):

ARRAY /dev/md0 UUID=ваш-uuid-here
ARRAY /dev/md1 UUID=ваш-uuid-here
MAILADDR root

Команда для мониторинга с логированием в syslog:

mdadm --monitor --daemonise --syslog /dev/md0 /dev/md1

Копирование таблицы разделов (помните про риски):

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

Добавление раздела в массив:

mdadm --add /dev/md0 /dev/sda1

Просмотр статуса синхронизации:

cat /proc/mdstat

Заключение

Программный RAID1 в Linux — доступное и гибкое решение для зеркалирования дисков. При правильной настройке и регулярном мониторинге он обеспечивает высокую доступность данных и простоту восстановления при отказе диска. Для Ubuntu 8.04 процесс создания RAID1 во время установки достаточно прямолинейный: создайте разделы как «physical volume for RAID», создайте MD-устройства и назначьте их как / и swap, затем убедитесь, что GRUB установлен на оба диска. Исполните SOP по замене диска и настройте мониторинг, чтобы минимизировать время простоя.

Важно: всегда имейте актуальные резервные копии и план миграции на поддерживаемую версию ОС.

Summary:

Настройте RAID1 при установке, создавая разделы типа «physical volume for RAID» на обоих дисках.
Установите GRUB на оба диска, чтобы обеспечить загрузку при отказе одного из них.
Используйте mdadm и smartctl для мониторинга и управления массивом.
Следуйте SOP при замене диска и проверяйте завершение синхронизации.