Изменение размера RAID-разделов

Кратко: как безопасно уменьшить и увеличить программный RAID (не-LVM, файловая система ext3). Пошаговые команды для целого и деградированного массива, чек‑листы перед операцией и рекомендации на случай ошибок. Всегда делайте резервную копию и работайте из rescue-системы, если меняете системный раздел.

Введение

Версия 1.0
Автор: Falko Timme (оригинальная статья)

Эта инструкция описывает, как уменьшать и увеличивать существующие программные RAID-разделы (Software RAID). Тестировалось на RAID1 без LVM с файловой системой ext3. Приведены шаги для целого (intact) и деградированного (degraded) массива.

Важно: если на ваших RAID-разделах используется LVM, этот документ вам не подходит — процедура отличается. Я не даю гарантии, что всё сработает в вашей среде.

Ключевые понятия (одной строкой)

RAID1: зеркальный массив, два диска дают одинаковые данные.
Degraded array: массив работает с потерянным/ошибочным устройством.
resize2fs / e2fsck / mdadm: основные утилиты в процедуре.

1 Предварительная заметка и реальный случай

В одном случае у автора был деградированный RAID1 (/dev/md2 из /dev/sda3 и /dev/sdb3): /dev/sda3 полностью умер, /dev/sdb3 работал, но имел битые сектора в конце. Лог ядра показывал I/O ошибки на /dev/sdb. План был такой: уменьшить /dev/md2, чтобы исключить битые сектора на /dev/sdb3, добавить новый /dev/sda3 и дать массиву синхронизироваться, затем заменить и восстановить /dev/sdb и вернуть массив к прежнему размеру.

Так как /dev/md2 был системным разделом (монтирование /), автор использовал загрузку с rescue-системы (например, Knoppix Live-CD). Если изменяемый массив не является системным, можно работать без live-системы, но массив должен быть размонтирован.

Important: перед любыми операциями сделайте полную резервную копию данных или снимок образа диска.

2 Целый (intact) массив — общая процедура

Ниже описана процедура для массива /dev/md2, состоящего из /dev/sda3 и /dev/sdb3.

2.1 Уменьшение целого массива (Shrink)

Загрузитесь в rescue-систему и загрузите модули:

modprobe md
modprobe linear
modprobe multipath
modprobe raid0
modprobe raid1
modprobe raid5
modprobe raid6
modprobe raid10

Активируйте массивы и обновите конфигурацию mdadm:

cp /etc/mdadm/mdadm.conf /etc/mdadm/mdadm.conf_orig
mdadm --examine --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf
mdadm -A --scan

Проверьте файловую систему:

e2fsck -f /dev/md2

Предположим, /dev/md2 имеет размер 40 ГБ, и вы хотите уменьшить до 30 ГБ. Сначала уменьшаем файловую систему чуть больше, чтобы оставить запас (например, до 25 ГБ):

resize2fs /dev/md2 25G

Затем уменьшаем сам массив. Значение –size указывается в КиБ (KiB). Для 30 ГБ: 30 × 1024 × 1024 = 31457280 КиБ. Убедитесь, что значение делится на 64:

mdadm --grow /dev/md2 --size=31457280

После уменьшения массива расширяем файловую систему до максимально возможного значения:

resize2fs /dev/md2

Финальная проверка файловой системы:

e2fsck -f /dev/md2

Теперь можно перезагрузить систему в обычную среду.

2.2 Увеличение целого массива (Grow)

Загрузитесь в rescue-систему и загрузите те же модули (см. выше).
Активируйте массивы mdadm (см. выше).
Увеличиваем массив до максимума:

mdadm --grow /dev/md2 --size=max

Можно также указать конкретный размер в КиБ.

Проверка ФС и расширение:

e2fsck -f /dev/md2
resize2fs /dev/md2
e2fsck -f /dev/md2

Перезагрузитесь в нормальную систему.

3 Деградированный массив — рекомендации и примерный план

Деградированный массив требует осторожности. Общие принципы:

Не добавляйте и не удаляйте устройства без понимания текущего состояния массива.
Всегда сохраняйте копию mdadm.conf (или выдайте mdadm –examine перед изменениями).
Работайте из rescue-системы, если меняете загрузочный раздел.

Типичный сценарий при битых секторах на единственном оставшемся диске:

Определите текущее состояние: cat /proc/mdstat и mdadm –detail /dev/mdX.
Если плохие сектора находятся в конце раздела, уменьшите массив, чтобы исключить область с ошибками: сначала уменьшите файловую систему (resize2fs до безопасного минимума), затем mdadm –grow –size=… как в разделе 2.1.
Добавьте заменённый диск: подготовьте разделы на новом диске (тот же layout), затем mdadm –add /dev/md2 /dev/sda3.
Дождитесь синхронизации: watch cat /proc/mdstat.
После завершения можно удалить проблемный диск mdadm –fail /dev/md2 /dev/sdb3 и mdadm –remove /dev/md2 /dev/sdb3, заменить диск и снова добавить.

Важно: при деградации операции уменьшения/увеличения могут вызвать повторную синхронизацию или дополнительные операции чтения — следите за логами и ошибками I/O.

Notes: если синхронизация постоянно сходит с ума из-за I/O ошибок, остановите операции и попробуйте создать образ проблемного диска (ddrescue) перед дальнейшими изменениями.

4 Чеклист перед операцией (оператор)

Резервное копирование данных или образ диска — обязательно.
Убедиться, что массив размонтирован.
Подготовить live/rescue-образ.
Проверить состояние mdadm (mdadm –examine, cat /proc/mdstat).
Зарезервировать достаточно времени для синхронизации.
Убедиться, что у вас физический доступ (или консоль KVM) на случай проблем.

5 Быстрый набор команд (cheat sheet)

Активировать модули:

modprobe md
modprobe raid1

Обновить mdadm.conf и активировать массив:

cp /etc/mdadm/mdadm.conf /etc/mdadm/mdadm.conf_orig
mdadm --examine --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf
mdadm -A --scan

Проверка файловой системы:

e2fsck -f /dev/md2

Уменьшить ФС до 25G:

resize2fs /dev/md2 25G

Изменить размер массива (в КиБ):

mdadm --grow /dev/md2 --size=31457280

Увеличить массив до макс:

mdadm --grow /dev/md2 --size=max

Расширить ФС на весь доступный размер:

resize2fs /dev/md2

6 Альтернативные подходы и когда этот метод не подходит

LVM: если разделы находятся под LVM, сначала изменяют PV/LV, потом файловую систему — процедура и команды другие.
Btrfs/XFS: команды для изменения размера и проверки отличаются (xfs_growfs для XFS, btrfs filesystem resize для Btrfs).
Аппаратные RAID: управляющие утилиты оборудования (RAID-контроллера) имеют свою логику — используйте их.

Counterexample: если повреждённый диск имеет ошибки по всему объёму, уменьшение массива не спасёт — нужно восстанавливать данные из бэкапа.

7 Простейшая методология принятия решения (mini-methodology)

Оценить состояние (mdstat, smartctl, dmesg).
Решить: уменьшать ли массив или сразу заменять диск.
Сделать резервную копию.
Выполнить операцию в rescue-системе.
Проверить и наблюдать синхронизацию.

8 Риск‑матрица (основные риски и смягчения)

Риск: потеря данных при ошибке операции.
Смягчение: полная резервная копия/образ диска.
Риск: I/O ошибки во время синхронизации.
Смягчение: заменить проблемный диск до синхронизации или сделать ddrescue.
Риск: некорректный размер из‑за округлений.
Смягчение: всегда оставлять запас (уменьшать ФС сильнее, чем предполагаемый размер массива).

9 Критерии приёмки

Файловая система проходит e2fsck без ошибок.
/proc/mdstat показывает состояние [UU] для RAID1 (или ожидаемое состояние после замены).
Система загружается нормально, если это был загрузочный раздел.

10 1‑строчный глоссарий

mdadm: утилита управления Linux md (software RAID).
e2fsck: проверка ext2/3/4 ФС.
resize2fs: изменение размера файловых систем ext2/3/4.

11 Советы по миграции и совместимости

Всегда реплицируйте разметку разделов (partition table) на заменяющий диск.
Если используете GPT, убедитесь, что резервная таблица на месте.
Проверьте версии mdadm и kernel — старые версии могут не поддерживать современные опции grow/shrink одинаково.

12 Итог и рекомендации

Уменьшение и увеличение программного RAID — операция, которую можно выполнить средствами mdadm и resize2fs, если массив не использует LVM и файловая система поддерживает изменение размера. Работайте через rescue-систему для системных разделов, делайте резервные копии и проверяйте состояние дисков перед операциями. В случае деградации сначала оцените возможность восстановления данных с проблемного диска (ddrescue), прежде чем выполнять рискованные изменения.

Ключевые шаги: проверить ФС, уменьшить ФС, изменить размер массива, расширить ФС, проверить ФС.

Summary:

Всегда делайте бэкап.
Проверяйте mdadm и dmesg перед началом.
Внимательно работайте с размерами в КиБ (KiB).
При деградации оцените целесообразность уменьшения массива — иногда логичнее заменить диск и синхронизировать.