Software-RAID. Im Folgenden werden die RAID-Level 1, RAID 1 mit HotSpare und RAID 5 beschrieben.

Transkript

1 Software-RAID 1 Allgemeines Im Folgenden werden die RAID-Level 1, RAID 1 mit HotSpare und RAID 5 beschrieben. Der Autor übernimmt keine Garantie und keine Verantwortung für die in diesem Dokument beschriebenen Vorgehensweisen. Vor jeglichen Änderungen am System sollte unbedingt ein Backup des Systems durchgeführt werden. Voraussetzung ist das gründliche Studium des Software RAID HowTo von Niels Happel v vom 03. Februar Verwendet wurde die SuSE Distribution 8.0 die die RAIDTools schon in einer Version 0.9x beinhaltet. Besondere Stolperfallen sind die lilo-konfiguration und das Stoppen und Neustarten eines RAID-Arrays nach Änderungen an der Konfiguration. Die lilo-konfiguration ist in allen beschriebenen RAID-Leveln manuell auf den Platten hdb (und hdc) nachzupflegen. Dies wird jedoch nur einmal unter dem Kapitel 2 Software RAID 1 beschrieben! Nach manuellen Änderungen an einem RAID-Array sind diese in der aktuellen Session gültig. Sie gehen jedoch nach einem Reboot verloren, falls man nicht den RAID-Verbund mit raidstop /dev/mdx (x = Nr. des RAID-Verbundes) stoppt und anschließend wieder mit raidstart /dev/mdx startet. 2 Software RAID 1 RAID 1 benutzt zwei Festplatten deren Daten gespiegelt werden. Bei Ausfall einer Platte sind immer noch alle Daten auf der anderen Festplatte verfügbar. Wichtig ist das manuelle Anpassen der lilo-konfiguration auf der Platte hdb, damit diese nach Ausfall von hda bootfähig ist! 2.1 Installation und Partitionierung Während der Installation sind die Festplatten zu Partitionieren und das RAID-System wird angelegt. Im Folgenden sollen die Platten gemäß Bild 1 aufgeteilt werden. Martin Kayser :35 1/13

2 Platte 1 hda 3 Erweitert, Restl. Größe hda1 hda2 Hda5 hda6 ext2 swap nicht formatieren nicht formatieren /boot Platte 2 hdb 3 Erweitert, Restl. Größe hdb1 hdb2 Hdb5 hdb6 ext2 swap nicht formatieren nicht formatieren Bild 1 /dev/md0 /dev/md1 RAID 1 RAID 1 (hda5 + hdb5) (hda6 + hdb6) etx2 ext2 / /home Dazu sind die Partitionen wie folgt anzulegen: hda1: Primäre Partition, Formatieren, Größe +20M, Dateisystem ext2; Mountpoint /boot hda2: Primäre Partition, Formatieren, Größe +256M, Dateisystem swap hda3: Erweiterte Partition, restliche Größe der Festplatte (hda4: gibt es in dieser Umgebung nicht, da hda3 eine erweiterte Partition ist!) Ein IBM-kompatibler PC kann je Festplatte vier primäre Partitionen haben, nur eine davon kann eine erweiterte Partition sein. hda5: Nicht Formatieren, Größe +1.2G, Dateisystem FD0 Linux RAID hda6: Nicht Formatieren, Größe +600M, Dateisystem FD0 Linux RAID Es wird nur der Mountpoint /boot für hda1 zugewiesen! Auf der Platte 2 sind die Partitionen analog anzulegen, wichtig ist es die gleiche Größe den Partitionen zuzuordnen. hdb1: Primäre Partition, Formatieren, Größe +20M, Dateisystem ext2; kein Mountpoint hdb2: Primäre Partition, Formatieren, Größe +256M, Dateisystem swap hdb3: Erweiterte Partition, restliche Größe der Festplatte (hdb4: gibt es in dieser Umgebung nicht, da hdb3 eine erweiterte Partition ist!) hdb5: Nicht Formatieren, Größe +1.2G, Dateisystem FD0 Linux RAID hdb6: Nicht Formatieren, Größe +600M, Dateisystem FD0 Linux RAID Martin Kayser :35 2/13

3 2.2 Aufbau des Raid 1-Systems Nach erfolgter Partitionierung werden die Partitionen hda5+hdb5 und hda6+hdb6 als RAID1 zusammengeführt. Dazu unter Yast2 RAID anlegen auswählen, die Partition hda5 und hdb5 hinzufügen. Dabei wird das Dateisystem auf ext2 gesetzt und der Mountpoint auf / gelegt. Die Partitionen hda6 und hdb6 werden einem weiteren RAID1 hinzugefügt und das Dateisystem wird wieder ext2, der Mountpoint wird /home. Nach dem Boot des Systems überprüft man die Aktivität des RAID-Arrays mittels cat /proc/mdstat Ein laufender RAID 1 Array liefert folgende Ausgabe: Personalities : [raid1] read_ahead 1024 sectors md1 : active raid1 hdb6[1] hda6[0] blocks [2/2] [UU] md0 : active raid1 hdb5[1] hda5[0] blocks [3/3] [UU] unused devices: <none> 2.3 Platte 2 bootfähig machen Der Bootmanager lilo ist in der jetzigen Installation auf der Platte 2 noch nicht installiert. Da der Mountpoint /boot nur einmal vergeben werden kann, wäre das bisher geschaffene RAID 1-Array bei Ausfall der ersten Platte nicht bootfähig. 2.4 /boot auf hdb1 kopieren Das /boot Verzeichnis kopiert man nun auf die Platte 2 indem man /dev/hdb1 z. B. nach /mnt einhängt. mount /dev/hdb1 /mnt Kopiert werden alle Dateien und Unterverzeichnisse aus /boot nach /mnt. cp a /boot/* /mnt Der Befehl cp a entspricht cp dpr, d. h. es werden alle Dateien mit Ihren Attributen und alle Unterverzeichnisse rekursiv kopiert. Martin Kayser :35 3/13

4 2.5 lilo.conf kopieren Um den Bootloader lilo installieren zu können muß die lilo.conf aus dem Verzeichnis /etc der Platte 1 kopiert werden. cp /etc/lilo.conf /mnt/lilo.conf.backup Achtung: Hier muß noch wie unter 4. beschrieben - das /boot Verzeichnis an /mnt eingehängt sein! 2.6 lilo auf Platte 2 installieren Nachdem die Punkte 1 bis 5 durchgeführt wurden fährt man das System herunter. Die Platte 1 wird aus dem System entfernt. Platte 2 wird als Master gejumpert und an den ersten IDE-Controller angeschlossen. Hinweis: Evtl. BIOS-Einstellungen ändern! Das System wird jetzt mittels BOOT-Diskette gebootet, dabei die Auswahl Rescue System auswählen. Anmelden am Rescue-System mit root ohne Passwort. Anschließend muß das Verzeichnis /boot von der Platte 2 in das Rescue-System eingehängt werden. mount /dev/hda1 /boot Hinweis: Platte 2 ist jetzt ja die erste Platte im System, deshalb hda1! Installation von lilo mit lilo C /boot/lilo.conf.backup Jetzt kann von der ursprünglichen Platte 2 wie von Platte 1 gebootet werden. 2.7 Abschließende Konfiguration Die Platte 2 wird wieder als Slave gejumpert und die ursprüngliche Hardware-Konfiguration mit Platte 1 und 2 wieder aufgebaut. Nach dem Boot des Systems überprüft man die Aktivität des RAID-Arrays mittels cat /proc/mdstat Die Spiegelung von /dev/mdo und /dev/md1 ist jetzt nicht aktiv, was man am [U_] sehen kann. Martin Kayser :35 4/13

5 Nun müssen wieder die Spiegel-Partitionen eingefügt werden. raidhotadd /dev/md0 /dev/hdb5 raidhotadd /dev/md1 /dev/hdb6 Die Spiegelung wird wieder aufgebaut und cat /proc/mdstat zeigt das Einspiegeln an: Personalities : [raid1] read_ahead 1024 sectors md1 : active raid1 hdb6[1] hda6[0] blocks [2/2] [UU] [========>...] resync = 44.8% (229648/511936) finish=1.2min speed=3881k/sec md0 : active raid1 hdb5[1] hda5[0] hdc5[2] blocks [3/3] [UUU] unused devices: <none> Danach sollte für beide Arrays wieder [UU] anzeigt werden. Personalities : [raid1] read_ahead 1024 sectors md1 : active raid1 hdb6[1] hda6[0] blocks [2/2] [UU] md0 : active raid1 hdb5[1] hda5[0] blocks [2/2] [UU] unused devices: <none> 2.8 fstab für ein RAID 1 /dev/md0 / ext2 defaults 1 2 /dev/hda1 /boot ext2 defaults 1 2 /dev/cdrom /media/cdrom auto ro,noauto,user,exec 0 0 /dev/hdb1 /data1 auto noauto,user 0 0 devpts /dev/pts devpts defaults 0 0 /dev/md1 /home ext2 defaults 1 2 /dev/fd0 /media/floppyauto noauto,user,sync 0 0 proc /proc proc defaults 0 0 /dev/hda2 swap swap pri= /dev/hdb2 swap swap pri= Martin Kayser :35 5/13

6 2.9 raidtab für ein RAID 1 # autogenerated /etc/raidtab by YaST2 raiddev /dev/md0 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 0 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda5 raid-disk 0 device /dev/hdb5 raid-disk 1 raiddev /dev/md1 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 0 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda6 raid-disk 0 device /dev/hdb6 raid-disk 1 3 Software RAID 1 mit Hotspare RAID 1 mit Hotspare-Platte bezeichnet einen Plattenverbund aus drei (oder mehr) Festplatten. Die Platten hda und hdb werden (wie bei RAID 1 ohne Hotspare) gespiegelt, die dritte Festplatte hdc läuft im System mit und wird solange nicht genutzt, bis eine der ersten Platten ausfällt. Dann wird sofort auf die Spare-Disk gewechselt und diese synchroniert sich mit der verbliebenen Platte/Partition. 3.1 Installation und Partitionierung Während der Installation sind die Festplatten zu Partitionieren und das RAID-System wird angelegt. Im Folgenden sollen die Platten gemäß Bild 2 aufgeteilt werden. Martin Kayser :35 6/13

7 Platte 1 hda 3 Erweitert, Restl. Größe hda1 hda2 hda5 hda6 ext2 Swap nicht formatieren nicht formatieren /boot Platte 2 hdb 3 Erweitert, Restl. Größe Hdb1 hdb2 hdb5 hdb6 ext2 Swap nicht formatieren nicht formatieren Platte 3 hdc 3 Erweitert, Restl. Größe hdc1 hdc2 hdc5 hdc6 ext2 Swap nicht formatieren nicht formatieren Bild 2 /dev/md0 /dev/md1 RAID 1 RAID 1 (hda5 + hdb5 + hdc5) (hda6 + hdb6 + hdc6) etx2 ext2 / /home Dazu sind die Partitionen wie folgt anzulegen: hda1: Primäre Partition, Formatieren, Größe +20M, Dateisystem ext2; Mountpoint /boot hda2: Primäre Partition, Formatieren, Größe +256M, Dateisystem swap hda3: Erweiterte Partition, restliche Größe der Festplatte (hda4: gibt es in dieser Umgebung nicht, da hda3 eine erweiterte Partition ist!) hda5: Nicht Formatieren, Größe +1.2G, Dateisystem FD0 Linux RAID hda6: Nicht Formatieren, Größe +600M, Dateisystem FD0 Linux RAID Es wird nur der Mountpoint /boot für hda1 zugewiesen! Auf der Platte 2 und der Platte 3 sind die Partitionen analog anzulegen, wichtig ist es die gleiche Größe den Partitionen zuzuordnen. 3.2 Aufbau des RAID-Systems Nach erfolgter Partitionierung werden die Partitionen hda5+hdb5 und hda6+hdb6 als RAID 1 zusammengeführt. Martin Kayser :35 7/13

8 Dies erfolgt wie unter Kapitel 2.2 beschrieben. 3.3 Bootkonfiguration Die Platten 2 und 3 sollten jetzt zuerst einmal bootfähig gemacht werden. Dies geschieht analog der Beschreibung auf Kapitel 2.3 ff 3.4 Konfiguration der Hotspare Platte 3 Um die Platte 3 als Hotspare hinzufügen zu können wird die raidtab im /etc Verzeichnis um die Einträge für die Hotspare Platte 3 erweitert, siehe Kapitel 3.8. Um eine RAID-Änderung zu aktivieren ist zuerst der RAID-Verbund zu stoppen umount /dev/md1 raidstop /dev/md1 Der RAID-Array /dev/md1 wird nun um die Spare-Disk erweitert mit mkraid --really-force /dev/md1 Nachfolgend wird ein raidstart /dev/md1 automatisch durchgeführt und der RAID-Array synchronisiert sich. Personalities : [raid1] read_ahead 1024 sectors md1 : active raid1 hdc6[2] hdb6[1] hda6[0] blocks [2/2] [UU] [=====>...] resync = 28.6% (146496/511936) finish=1.4min speed=4186k/sec md0 : active raid1 hdb5[1] hda5[0] hdc5[2] blocks [3/3] [UUU] unused devices: <none> 3.5 Ausfall einer Platte des RAID 1-Verbundes Fällt im laufenden RAID-Array Platte 1 oder Platte 2 aus wird automatisch die Hotspare-Platte- /Partition aktiviert und synchronisiert sich in das Array. Im folgenden Beispiel wurde der Ausfall von Platte 2 durch Abklemmen der Platte simuliert. Nach dem PC Neustart ergibt cat /proc/mdstat folgende Ausgabe Martin Kayser :35 8/13

9 Personalities : [raid1] read_ahead 1024 sectors md1 : active raid1 hda6[0] hdc6[2] blocks [2/1] [U_] [=======>...] recovery = 36.8% (189348/511936) finish=1.1min speed=4798k/sec md0 : active raid1 hda5[0] hdc5[2] blocks [3/2] [U_U] unused devices: <none> 3.6 Defekte Platte in einem RAID 1 mit Hotspare ersetzen Nach einem Plattenausfall wird eine neue Festplatte in das System eingebaut. Die neue Platte (nachfolgend Platte 4 genannt) wird mit den gleichen Partitionsgrößen formatiert wie die ursprüngliche Platte. Hinweis: Auch die neue Platte 4 sollte zuerst bootfähig gemacht werden! Vergleiche Kapitel 2.3 ff. Die Platte 4 soll nun die im Beispiel Kapitel 3.5 defekte Platte 2 ersetzen. Wie in der Ausgabe zu cat /proc/mdstat zu sehen ist hat die Platte 3 (hdc6) den Platz der defekten Platte 2 eingenommen. Wird nun Platte 4 als Slave des primären IDE-Controllers wieder eingebaut, so erhält sie wiederum die Kennung hdb unter Linux. Wichtig: Dies bedeutet nicht das die Platte 4 (jetzt hdb) wieder den ursprünglichen Platz der Platte 2 im Array einnimmt! Vielmehr wird die Platte 4 nun die Hotspare-Platte-/Partition. Stoppen des RAID-Arrays umount /dev/md1 raidstop /dev/md1 Hinzufügen der neuen Partition mkraid --really-force /dev/md1 Nachfolgend wird ein raidstart /dev/md1 automatisch durchgeführt und der RAID-Array synchronisiert sich. Siehe nachfolgende Ausgabe: Martin Kayser :35 9/13

10 Personalities : [raid1] read_ahead 1024 sectors md1 : active raid1 hdb6[1] hdc6[2] hda6[0] blocks [2/2] [UU] [=====>...] resync = 28.6% (146496/511936) finish=1.4min speed=4186k/sec md0 : active raid1 hdb5[1] hda5[0] hdc5[2] blocks [3/3] [UUU] unused devices: <none> 3.7 fstab für ein RAID 1 mit Hotspare-Disk Die fstab entspricht der fstab aus Kapitel raidtab für ein RAID 1 mit Hotspare-Disk raiddev /dev/md0 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 1 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda5 raid-disk 0 device /dev/hdb5 raid-disk 1 device /dev/hdc5 spare-disk 0 raiddev /dev/md1 raid-level 1 nr-raid-disks 2 nr-spare-disks 1 persistent-superblock 1 chunk-size 4 device /dev/hda6 raid-disk 0 device /dev/hdb6 raid-disk 1 device /dev/hdc6 spare-disk 0 Martin Kayser :35 10/13

11 RAID 5 auf IDE-Platten 4 RAID 5 RAID 5 bezeichnet einen Plattenverbund aus drei (oder mehr) Festplatten. Die Platten hda, hdb und hdc werden gleichzeitig mit den Daten und Checksummen-Informationen zur Wiederherstellung defekter Partitionen beschrieben. 4.1 Installation und Partitionierung Während der Installation sind die Festplatten zu Partitionieren und das RAID-System wird angelegt. Im Folgenden sollen die Platten gemäß Bild 3 aufgeteilt werden. Platte 1 hda 3 Erweitert, Restl. Größe hda1 hda2 hda5 hda6 ext2 Swap nicht formatieren nicht formatieren /boot Platte 2 hdb 3 Erweitert, Restl. Größe Hdb1 hdb2 hdb5 hdb6 ext2 Swap nicht formatieren nicht formatieren Platte 3 hdc 3 Erweitert, Restl. Größe hdc1 hdc2 hdc5 hdc6 ext2 Swap nicht formatieren nicht formatieren Bild 3 /dev/md0 /dev/md1 RAID 5 RAID 5 (hda5 + hdb5 + hdc5) (hda6 + hdb6 + hdc6) etx2 ext2 / /home Die Aufteilung der Partitionen erfolgt analog der Aufteilung aus Kapitel 3.1. Martin Kayser :35 11/13

12 RAID 5 auf IDE-Platten 4.2 Aufbau des Raid-Systems Nach erfolgter Partitionierung werden die Partitionen hda5+hdb5+hdc5 und hda6+hdb6+hdc6 als RAID 5 zusammengeführt. Dazu unter Yast2 RAID anlegen auswählen, die Partition hda5, hdb5 und hdc5 hinzufügen. Dabei wird das Dateisystem auf ext2 gesetzt und der Mountpoint auf / gelegt. Die Partitionen hda6, hdb6 und hdc6 werden einem weiteren RAID 5 hinzugefügt und das Dateisystem wird wieder ext2, der Mountpoint wird /home. 4.3 Bootkonfiguration Die Platten 2 und 3 sollten jetzt zuerst einmal bootfähig gemacht werden. Dies geschieht analog der Beschreibung auf Kapitel 2.3 ff 4.4 Überprüfen des RAID 5-Systems Nach dem Boot des Systems überprüft man die Aktivität des RAID-Arrays mittels cat /proc/mdstat Ein laufender RAID 5 Array liefert folgende Ausgabe: 4.5 Ausfall einer Platte des RAID 5-Verbundes Fällt im laufenden RAID 5-Array eine Platte aus läuft das Gesamtsystem weiter. Im folgenden Beispiel wurde der Ausfall von Platte 2 durch Abklemmen der Platte simuliert. Nach dem PC Neustart ergibt cat /proc/mdstat folgende Ausgabe 4.6 Defekte Platte in einem RAID 5 ersetzen Nach einem Plattenausfall wird eine neue Festplatte in das System eingebaut. Die neue Platte 4.7 fstab für ein RAID 5 Die fstab entspricht der fstab aus Kapitel 2.8 Martin Kayser :35 12/13

13 RAID 5 auf IDE-Platten 4.8 raidtab für ein RAID 1 mit Hotspare-Disk Martin Kayser :35 13/13