RAID (Redundant Array of Independent Disks) ist eine Technologie, die es ermöglicht, mehrere Festplatten zu einem Verbund zusammenzufassen, um entweder die Datenverfügbarkeit zu erhöhen oder die Leistung zu steigern. Linux bietet umfassende Unterstützung für Software-RAID über das Tool mdadm. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie RAID unter Linux konfigurieren, welche RAID-Level zur Verfügung stehen und wie Sie ein RAID-Verbund einrichten und verwalten können.
Was ist RAID?
RAID kombiniert mehrere physische Festplatten zu einem virtuellen Laufwerk, um entweder die Redundanz zu erhöhen (Daten werden auf mehrere Festplatten verteilt, um den Schutz gegen Ausfälle zu verbessern) oder die Geschwindigkeit zu steigern (durch paralleles Schreiben und Lesen von Daten). Es gibt verschiedene RAID-Level, die je nach Anwendungsfall unterschiedliche Vor- und Nachteile bieten.
Die wichtigsten RAID-Level
- RAID 0 (Striping): Die Daten werden auf mehrere Festplatten verteilt, was die Schreib- und Lesegeschwindigkeit erhöht. Es bietet jedoch keinerlei Redundanz – fällt eine Festplatte aus, gehen alle Daten verloren.
- RAID 1 (Mirroring): Die Daten werden auf zwei oder mehr Festplatten gespiegelt. Wenn eine Festplatte ausfällt, bleiben die Daten auf der anderen erhalten. Dies bietet hohe Ausfallsicherheit, verringert jedoch die verfügbare Gesamtkapazität.
- RAID 5: Die Daten werden auf mindestens drei Festplatten verteilt, wobei eine Paritätsinformation gespeichert wird. Dies ermöglicht es, eine Festplatte zu verlieren, ohne Datenverlust zu erleiden, bei gleichzeitiger Erhöhung der Speichereffizienz im Vergleich zu RAID 1.
- RAID 6: Ähnlich wie RAID 5, jedoch wird hier die Paritätsinformation auf zwei Festplatten verteilt. Dies ermöglicht den Ausfall von bis zu zwei Festplatten.
- RAID 10 (oder 1+0): Eine Kombination aus RAID 1 (Mirroring) und RAID 0 (Striping). Es bietet sowohl hohe Leistung als auch Redundanz, benötigt aber mindestens vier Festplatten.
Vorbereitung: Installieren von mdadm
Linux verwendet das Tool mdadm zur Konfiguration und Verwaltung von Software-RAID-Arrays. Um mdadm zu installieren, führen Sie auf den meisten Distributionen folgenden Befehl aus:
sudo apt install mdadm # Für Debian-basierte Systeme (Ubuntu, Debian)
sudo yum install mdadm # Für RHEL-basierte Systeme (CentOS, Fedora)1. Erstellen eines RAID-Arrays
In diesem Abschnitt richten wir ein RAID-Array mit dem Tool mdadm ein. Als Beispiel verwenden wir ein RAID 1 (Mirroring), bei dem zwei Festplatten zu einem Array zusammengefasst werden.
Schritt 1: Identifizieren der Festplatten
Zuerst müssen Sie die Festplatten identifizieren, die Sie für das RAID verwenden möchten. Sie können den Befehl lsblk oder fdisk -l verwenden, um alle Festplatten und Partitionen aufzulisten:
lsblkAngenommen, Sie haben zwei leere Festplatten /dev/sdb und /dev/sdc, die Sie für RAID 1 verwenden möchten.
Schritt 2: RAID-Array erstellen
Mit dem folgenden Befehl erstellen Sie ein RAID 1-Array:
sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc/dev/md0: Dies ist das virtuelle Gerät, das das RAID-Array darstellt.--level=1: Dies gibt an, dass ein RAID 1 erstellt wird.--raid-devices=2: Die Anzahl der Festplatten im Array./dev/sdb /dev/sdc: Die Festplatten, die in das RAID-Array aufgenommen werden.
Schritt 3: Überprüfen des RAID-Status
Nachdem das RAID-Array erstellt wurde, können Sie den Status des Arrays mit dem folgenden Befehl überprüfen:
cat /proc/mdstatDies zeigt den aktuellen Status des RAID-Arrays und den Fortschritt des Synchronisierens der Festplatten (wenn Daten kopiert werden).
2. Dateisystem auf dem RAID-Array erstellen
Sobald das RAID-Array erstellt wurde, müssen Sie ein Dateisystem darauf erstellen, um es verwenden zu können. In diesem Beispiel verwenden wir das ext4-Dateisystem:
sudo mkfs.ext4 /dev/md03. Mounten des RAID-Arrays
Um das RAID-Array in Ihr Dateisystem einzubinden, müssen Sie einen Mountpunkt erstellen und das Array dort einhängen.
Schritt 1: Erstellen eines Mountpunkts
Zuerst erstellen Sie einen Mountpunkt, z.B. /mnt/raid1:
sudo mkdir /mnt/raid1Schritt 2: RAID-Array mounten
Mounten Sie das Array auf dem erstellten Mountpunkt:
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid1Nun können Sie das RAID-Array verwenden, um Dateien zu speichern.
4. Automatisches Mounten beim Booten
Damit das RAID-Array beim Booten automatisch gemountet wird, müssen Sie es in die Datei /etc/fstab eintragen.
UUID des RAID-Arrays herausfinden
Verwenden Sie den Befehl blkid, um die UUID des RAID-Arrays herauszufinden:
sudo blkid /dev/md0Fügen Sie dann einen Eintrag in /etc/fstab hinzu, z.B.:
UUID=<UUID-Wert> /mnt/raid1 ext4 defaults 0 0Ersetzen Sie <UUID-Wert> durch die tatsächliche UUID, die blkid ausgegeben hat.
5. Überwachung und Verwaltung des RAID-Arrays
RAID-Array-Status anzeigen
Um den Status Ihres RAID-Arrays anzuzeigen, können Sie den folgenden Befehl verwenden:
sudo mdadm --detail /dev/md0Dieser Befehl gibt detaillierte Informationen über das RAID-Array zurück, einschließlich der Statusinformationen zu den einzelnen Festplatten.
Ersetzen einer ausgefallenen Festplatte
Falls eine Festplatte im RAID 1-Array ausfällt, müssen Sie sie durch eine neue ersetzen.
Schritt 1: Entfernen Sie die ausgefallene Festplatte aus dem Array:
sudo mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb
sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdbSchritt 2: Fügen Sie eine neue Festplatte (z.B. /dev/sdd) zum Array hinzu:
sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sddDas RAID-Array wird nun neu synchronisiert, und die Daten werden auf die neue Festplatte kopiert.
6. RAID-Konfiguration speichern
Es ist wichtig, die aktuelle RAID-Konfiguration zu speichern, damit das System beim nächsten Neustart automatisch das RAID-Array erkennt. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Konfiguration in die Datei /etc/mdadm/mdadm.conf zu schreiben:
sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm/mdadm.confAnschließend können Sie den Initramfs neu erstellen, damit die RAID-Konfiguration beim Booten geladen wird:
sudo update-initramfs -u7. RAID-Level ändern
In einigen Situationen müssen Sie das RAID-Level ändern, um eine bessere Leistung oder Redundanz zu erzielen. Mit mdadm können Sie bestimmte Änderungen am Array vornehmen, z.B. von RAID 1 auf RAID 5 migrieren.
Bevor Sie Änderungen vornehmen, sollten Sie jedoch ein Backup Ihrer Daten erstellen, da es bei der Umwandlung zu Datenverlust kommen kann.
Fazit
Die Konfiguration von RAID unter Linux mit dem Tool mdadm ist ein flexibler und leistungsstarker Weg, um Festplatten-Arrays zu erstellen, die entweder Redundanz für hohe Verfügbarkeit oder eine Leistungssteigerung bieten. Ob Sie RAID 0 für Geschwindigkeit, RAID 1 für Ausfallsicherheit oder RAID 5/6 für eine Kombination aus beidem wählen, mdadm bietet alle Werkzeuge, um Ihr RAID-Setup unter Linux zu verwalten und zu überwachen.
Durch die regelmäßige Überprüfung des RAID-Status und das Erstellen von Backups stellen Sie sicher, dass Ihr System auch bei einem Festplattenausfall stabil bleibt und Ihre Daten geschützt sind.