Compte-rendu. RAID1 Logiciel Linux. (Package mdadm) KAJOUT Wassim 09/02/2013. a b o n n é ( C o m p t e - r e n d u n 2 p a r K A J O U T W a s s i m

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1 Compte-rendu RAID1 Logiciel Linux (Package mdadm) KAJOUT Wassim 09/02/ C o m p t e - r e n d u n 2 p a r K A J O U T W a s s i m a b o n n é (

2 SOMMAIRE I. Le principe général du RAID1 : 1. RAID Logiciel ou Matériel? 2. Fonctionnement. 3. Schéma technique. II. Les commandes principales à connaitre pour mettre en œuvre mdadm. III. La mise en œuvre du RAID1 sur un serveur linux. IV. Mise en pratique. 1. Exemple de problème possible. 2. Comment détecter une panne? V. Guide de mise en œuvre. Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 1

3 I. Le principe général du RAID1 Le RAID logiciel est une manière de stocker des données lorsqu'on dispose de plusieurs disques durs. Le RAID (qu'il soit logiciel ou matériel) permet de répondre à deux problématiques : les performances (pour lire et écrire des données sur ces disques), la sauvegarde (pour être en mesure de récupérer les données lorsqu'un disque lâche). Le RAID 1 : on l appelle le RAID mirroring car il s agit d un miroitage de tous les disques dur entre eux. En effet chaque donnée écrite sur un disque est également écrite sur tous les autres disques. Il faut donc un minimum de 2 disques durs pour faire un RAID 1. Sachant que la taille du RAID sera égale à la taille du plus petit disque il vaut mieux utiliser des disques de tailles égales. Le principe de ce RAID est donc très simple et sa fiabilité est accrue. En effet il peut tolérer une panne de tous les disques, si un seul reste encore en fonctionnement les données seront sauvegardées. Par contre niveau coût, il est le RAID le plus couteux car on perd beaucoup de place par rapport à la taille des disques sans RAID. Mettre en place un RAID sert à améliorer les performances pour lire ou écrire les données sur les partitions concernées. Il permet en outre de mettre en place un mécanisme de réplication entre ces différentes partitions. 1. Logiciel ou Matériel : On parle de RAID matériel lorsque celui-ci est géré par une carte RAID. Si l'on ne dispose pas d'une telle carte, on ne peut faire que du RAID logiciel. Cela signifie en outre qu'a priori n'importe quel ordinateur peut mettre en œuvre un RAID logiciel. Dans ce cas-là, le RAID est pris en charge par le noyau du système d'exploitation. 2. Fonctionnement : Le RAID 5 : ce RAID nécessite au moins 3 disques durs. Cette solution tente de combiner les avantages du RAID0 et du RAID5 pour l'aspect performance et réplication. Comme dans du RAID0, les données sont écrites à cheval sur plusieurs disques, ce qui permet de paralléliser les traitements. À l'aide d'un système de bit de parité, la connaissance du contenu de (n-1) disques permet de déduire le contenu du énième disque. Ainsi, comme dans du RAID1, la perte d'un disque n'est pas fatale. Sur le schéma suivant, nous avons représenté 4 disques en RAID5. L'un des disques stocke un bit de parité (P) calculé à partir des données présentes sur les autres disques. Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 2

4 3. Schéma technique : Ce système apporte une tolérance aux pannes égale au nombre de disques présents dans la configuration moins un, mais la capacité du système est égale au volume du disque le plus petit, ce qui implique une perte de place. Ce système apporte donc une tolérance aux pannes nécessaire à certaines utilisations, mais reste très coûteux. De plus, il peut connaître des dysfonctionnements dans le cas de désynchronisations des disques ou lorsque le contrôleur RAID tombe en panne. II. Les commandes principales à connaitre pour mettre en œuvre mdadm. En prérequis il faut donc avoir deux disques durs ayant une partition de même taille marquée en «Linux RAID autodetect». Si vous avez le matériel requis, passez à la création de la grappe. On indique ici à mdadm le type de RAID que l on fait (level = 1), le nombre de disque dur composant cette grappe (raid-devices=2), le nom de la grappe (/dev/md0) et les partitions composant la grappe (/dev/sda3 et /dev/sdb1) : sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda3 /dev/sdb1 La commande nous rend la main quasiment aussitôt mais il faut faire très attention puisque la synchronisation des partitions se fait en arrière-plan. watch -n 3 cat /proc/mdstat Ce qui affiche ce résultat (actualiser toutes les 3 secondes) : Every 3,0s: cat /proc/mdstat Tue Nov 17 13:43: Personalities : [raid1] md0 : active raid1 sdb1[1] sda3[0] blocks [2/2] [UU] Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 3

5 [>...] resync = 0.3% (997184/ ) finish=63.4min speed=76706k/sec unused devices: <none> Au terme de synchronisation on aura ceci : Every 3,0s: cat /proc/mdstat Tue Nov 17 15:00: Personalities : [raid1] md0 : active raid1 sdb1[1] sda3[0] blocks [2/2] [UU] unused devices: <none> Sauvegarde des caractéristiques de la grappe (optionnelle). Avec la commande précédente on a créé et assemblé la grappe, elle peut au terme de la synchronisation être utilisée directement. En fait si, mdadm scan les disques à la recherche des superblocks caractérisant les partitions RAID et reconstitue les grappes. On peut si on le souhaite lire attentivement la page man de madadm.conf et créer le paramétrage mdadm.conf à la main, ou exécuter la commande suivante qui va réaliser le travail pour nous : sudo bash -c "mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf" Ce qui ajoutera la ligne suivante au fichier mdadm.conf : ARRAY /dev/md0 level=raid1 num-devices=2 metadata=00.90 UUID=a02d4c25:4c0a891c:c0c43f3e:b08f1a90 Le volume RAID peut ensuite être utilisé comme n importe quelle autre partition. Il faut le formater, puis le monter (à la main ou avec le fstab). sudo mkfs.ext3 /dev/md0 sudo mount /dev/md0 /mnt/ Bon travail! Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 4

6 III. La mise en œuvre du RAID1 sur un serveur linux. Le système est installé sur un disque IDE (/dev/hda) ce sont deux partitions (qui seront montées en /home et /data) qui vont être protégées par le système RAID. Résumons: Un système Ubuntu installé sur /dev/hda qui n'est pas concerné par la modification. Vérifier notamment la présence du paquet mdadm. Si vous avez un noyau personnalisé, il faudra peut-être le recompiler si vous avez ôté le support du RAID. Il n'y a pas de souci de ce côté si vous utilisez un noyau précompilé. Deux disques S-ATA identiques qui sont identifiés sur mon système par/dev/sda et /dev/sdb. Commençons : Avant toute chose, il faut créer les partitions sur les disques en utilisant le bon type (à savoir Linux raid autodetect, type FD sous (c)fdisk) en utilisant fdisk ou le légèrement plus convivial cfdisk(4) : sudo cfdisk /dev/sda sudo cfdisk /dev/sdb La même chose pour le second périphérique donne: sudo mdadm --create --verbose /dev/md1 --level=raid1 --raid-devices=2 /dev/sda2 /dev/sdb2 mdadm: size set to K mdadm: array /dev/md1 started. Il est possible de vérifier que tout s'est bien passé avec la commande : sudo mdadm --detail /dev/md0 Qui produit : /dev/md0: Version : Creation Time : Fri Dec 29 15:13: Raid Level : raid1 Voilà, une petite partie qui indique qui produit. Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 5

7 Formatage des nouvelles «partitions» Maintenant que les périphériques /dev/mdx existent, il faut les rendre utilisables. Tout se gère dorénavant comme s'il s'agissait de simples partitions. Ainsi, pour créer un système de fichiers ext3, il suffit de faire(5) : Mettre à jour /etc/fstab sudo mkfs.ext3 -m 1 /dev/md0 Tout est paré pour avoir un montage cohérent au prochain démarrage (et à chaque suivant!), il suffit de mettre à jour /etc/fstab: /dev/md0 /data ext3 defaults 0 2 /dev/md1 /home ext3 defaults 0 2 Avant de redémarrer, pensez à transférer les données présentes ailleurs sur le système (par exemple le contenu de l'«ancien» /home) en utilisant des points de montage temporaires pour les partitions nouvellement créées. Utiliser des tableaux RAID déjà créés Si vous devez réutiliser des tableaux RAID (par exemple parce que vous installez une nouvelle distribution Linux sur la même machine ou suite à une réparation), il suffit de régénérer les périphériques /dev/mdx par la commande: sudo mdadm --assemble --verbose /dev/md1 /dev/sda2 /dev/sdb2 Notez qu'il ne faut pas préciser le type de tableau (level) ni le nombre de périphériques concernés, cela paraît évident bien sûr mais autant le préciser (vous obtiendrez de toute façon une erreur si vous utilisez ces options avec --assemble). Ne pas oublier ensuite de mettre à jour /etc/mdadm/mdadm.conf: sudo mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf Dans le cas où vous possédez un noyau compilé, il vous faut le recompiler en rajoutant l'option correspondante. Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 6

8 IV. Mise en pratique. 1. Exemple de panne possible : Panne d'un disque de l'array (ex : /dev/sdb) Une fois le disque fautif identifié, il faut signaler à mdadm que nous voulons le retirer de notre ensemble RAID. # mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb1 En cas de grosse panne disque, ce dernier n'est peut-être plus détecté par le système. Cette commande renverra donc une erreur signalant que /dev/sdb1 n'existe pas. Ce n'est pas gênant. /!\ CAS PARTICULIER /!\ : si votre disque n'est plus détecté et que le redémarrage de la machine est impossible (contrainte production). Eteindre la machine et placer un nouveau disque de taille identique ou supérieure. Une fois redémarrée, vérifier la présence du nouveau disque avec # fdisk -l et recommencer les étapes, préparation des disques (fdisk). Vous pouvez aussi recopier simplement la table des partitions de /dev/sdc sur /dev/sdb. /!\Attention/!\ NE TAPER PAS CETTE COMMANDE SANS VÉRIFIER A DEUX FOIS LE NOM DES DISQUES! # sfdisk -d /dev/sdc sfdisk /dev/sdb Ajoutons le disque à l'ensemble dégradé : # mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdb1 L'ensemble RAID est alors en reconstruction, cela peut être très long. Vous pouvez observer l'avancement en consultant le fichier /proc/mdstat. Vous remarquerez alors la mention "recovery" à droite de la jauge de progression. # mdadm --detail --scan --verbose > /etc/mdadm/mdadm.conf Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 7

9 2. Comment détecter une panne? Voici un cas un peu particulier mais qui m'est arrivé donc je tenais à en parler ici. Nous sommes donc dans le cas donné pour exemple dans cet article à savoir ; une Debian installée sur un seul disque et une grappe RAID1 pour les données construite avec mdadm. Imaginons que votre disque système tombe en rade mais que votre grappe reste opérationnelle. Il vous faut donc réinstaller votre Linux avec mdadm et lui faire comprendre qu'une array existe déjà. Dans l'ordre de préférence faisons ceci : Choix 1 - Si tout va bien, lors de la nouvelle installation de mdadm, il va détecter les "md superblock" et en déduire donc qu'une grappe RAID1 existe entre les partitions /dev/sdb1 et /dev/sdc1. Surveillez donc votre /proc/mdstat et attendez que la synchro soit terminée avant de redémarrer votre machine. Choix 2 - Si vous aviez sauvegardé le fichier /etc/mdadm/mdadm.conf, vous pouvez le restaurer et taper la commande suivante : # mdadm --assemble --scan Ceci a pour effet de scanner le mdadm.conf et d'assembler toutes les arrays y figurant. En sachant qu'un simple redémarrage de la machine avec le mdadm.conf fraichement restauré suffit à offrir le même résultat. Choix 3 - Si il ne se passe rien et que vous n'avez plus votre mdadm.conf alors il vous faut connaitre le nom de votre array et les partitions qui la compose. Dans notre cas ce n est pas bien dur; nos deux partitions /dev/sdb1 et /dev/sdc1 sont en RAID1 dans l'array /dev/md0. On tape donc : # mdadm --assemble /dev/md0 /dev/sdb1 /dev/sdc1 Choix 4 - Si l'architecture est plus complexe et que vous pataugez dans la semoule, il est judicieux de s'aider des commandes # fdisk -l et # mdadm -examine /dev/<partition> pour identifier le bouzin. Exemple : Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 8

10 # fdisk -l Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb fd Linux raid autodetect Je vois ici que /dev/sdb1 fait certainement partie d'un ensemble RAID. Alors j'enquête... # mdadm --examine /dev/sdb1 mdadm: metadata format unknown, ignored. /dev/sdb1: Magic : a92b4efc Version : UUID : 3b2be7cf:1eca6c08:a962df05:773a6f64 Creation Time : Sun Dec 14 20:41: Raid Level : raid1 Used Dev Size : ( GiB GB) Array Size : ( GiB GB) Raid Devices : 2 Total Devices : 2 Preferred Minor : 0 Update Time : Fri May 7 17:06: State : clean Active Devices : 2 Working Devices : 2 Failed Devices : 0 Spare Devices : 0 Checksum : f320b0b5 - correct Events : 556 Number Major Minor RaidDevice State this active sync /dev/sdb active sync /dev/sdc active sync /dev/sdb1 Grace à ces infos, nous savons donc que la partition /dev/sdb1 fait partie d'un ensemble RAID1 et que sa compagne et la partition /dev/sdc1. Une fois que tout est en ordre est bien synchro, faire un : # mdadm --detail --scan --verbose > /etc/mdadm/mdadm.conf Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 9

11 LES RESSOURCES Ressource : Ressource : Ressource : Ressource : Ressource : Ressource : Ressource : Ressource : Compte-rendu n 2 par KAJOUT Wassim p. 10

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