Software Raid 1: configurazione e verifiche: differenze tra le versioni

= Introduzione =

Questa guida intende aiutare l'utente a verificare e rifinire la configurazione di un SOFTWARE-RAID-1 su '''Debian Sarge''' a seguito di un'installazione raid effettuata al momento del partizionamento, ed a verificarne l'effettiva efficacia, in caso di problemi ad uno dei due dischi, avvalendosi di grub come strumento di aiuto in casi di emergenza.

È scritto in modo semplice come controllare il proprio raid installato, come collaudare il raid simulando un guasto ad uno dei due dischi, quali problemi possono sorgere e come risolverli, in modo da essere pronti e sapere cosa fare se il guasto dovesse avvenire veramente.

Se però, mentre fate queste prove, il PC vi "scoppia", non potete prendervela con questa guida, mentre correzioni ed integrazioni alla presente sono ben accette. }}

Questa guida non tratta la migrazione raid, documentata dettagliatamente in <code>/usr/share/doc/mdadm/rootraiddoc.97.html</code>, anche se ci sono alcuni suggerimenti all'inizio di questo documento non presenti nel <code>rootraiddoc.97.html</code> che potrebbero essere di aiuto.

Con Sarge, il ''debian-installer'' prevede una costruzione del raid direttamente durante la fase di partizionamento (attenzione che può anche fallire, non è al "100%" sicuro che vada a buon fine). Utilizzando l'initrd, i moduli per il raid sono ora precaricati prima del boot del sistema e pertanto non è necessario avere il supporto raid compilato nel kernel.

= Note sulla migrazione da un sistema non-raid ad uno raid =

La migrazione da un sistema non-raid ad uno raid è ampiamente e perfettamente descritta nel documento <code>/usr/share/doc/mdadm/rootraiddoc.97.html</code> che contempla sia una migrazione con ''lilo'' e supporto ''md'' compilato NEL kernel, sia una migrazione con grub con supporto ''md'' NON nel kernel ma nell'initrd, ovvero l'estensione del kernel con moduli che vengono precaricati in un "ramdisk" prima di lanciare il boot vero e proprio del sistema.

La parte più "complessa" della migrazione potrebbe essere proprio la partizione di swap, che va articolata in questi passaggi:

* in <code>/etc/fstab</code>, prima in hda, poi nel raid, metteremo:  

Una cosa che non c'è nel RootRaidDoc97 è il suggerimento di andare in "init 1" per disattivare più servizi possibili prima di copiare da hd a md-degraded. Se decidete di farlo, ci sono diverse possibilità:

* riavviare Lilo con "LinuxXXX single" (praticamente un <code>init 1</code>) oppure, ancora più drasticamente, riavviare Lilo con LinuxXXX init=/bin/bash in modo da ottenere un avvio con '/' in readonly;

* Avere in <code>menu.lst</code> (grub) l'opzione "single" dopo il kernel. Se non l'avete basta duplicare una voce normale di avvio, aggiungere <code>(recovery mode)</code> alla fine del title, ed aggiungere <code>single</code> alla fine della riga del kernel. È possibile al posto di 'single' mettere anche <code>init=/bin/bash</code>

* Usare una distribuzione live con supporto raid montando opportunamente le partizioni sorgenti e di destinazione.

Già che ci siamo, ricordiamo i comandi più usati per copiare da non-raid a raid:

<pre># cp -axu  /  /mnt/md0 </pre>

<pre># cd /

# find . -xdev -print | cpio -dvpm /mnt/md0</pre>

Per il resto delle istruzioni vale quanto scritto nel <code>RootRaidDoc.97.html</code>.

Occupiamoci ora del raid già funzionante della nostra cara Debian.

= Files di una Debian installata direttamente in raid. =

Si suppone un sw-raid-1 hda + hdc con almeno due partizioni in raid cioè root ( / ) e swap. Il bootloader grub è stato installato nel [[MBR]] di hda durante l'installazione.

Se avete optato per una installazione raid con il debian-installer al momento del partizionamento e tutto è andato a buon fine, mamma Debian dovrebbe aver fatto quasi tutto il lavoro per voi.  

Quello che manca di sicuro è l'installazione di grub del [[MBR]] sul secondo disco (Trattata avanti, da lèggere!!). Inoltre è compito dell'amministratore vedere che tutti gli altri parametri nei vari file siano stati assegnati correttamente verificandoli.

Vediamo alcune differenze nei file di configurazione tra un sistema non-raid ed uno raid.

* Verifica delle unità riconosciute da grub:

<pre>Non raid:

     (hd1)  /dev/hdc</pre>

* Parti rilevanti diverse in <code>/boot/grub/menu.lst</code>:

<pre>Non Raid:

     boot</pre>

* Il file "script" dentro initrd:

<pre>Non Raid:

     SI-raid:/tmp/checkRD# umount RD</pre>

* Il file <code>/etc/mdadm/mdadm.conf</code>:

<pre>Raid:

                       9be3ef56:bbdb1083 devices=/dev/hda1,/dev/hdc1</pre>

Comunque, a parte l'installazione di grub anche nel secondo [[MBR]] (quello di hdc), da fare a manina e testare, la Debian dovrebbe aver fatto tutto il lavoro di costruzione opportuno e la configurazione precisa di tutti i file citati sopra durante la costruzione dell'initrd per il raid e la configurazione di grub per l'avvio in raid con kernel e initrd caricati da hda.

= Grub sul Master Boot Record del secondo disco in raid. =

Dovendo installare su entrambi i dischi grub nel [[MBR]] per far avviare un raid con un solo disco, qualunque dei due esso possa essere, il classico problema è assicurarsi che possa partire da hda o da hdc in caso di guasto di uno dei due dischi, sempre ammesso che il BIOS supporti l'avvio da più dischi e sia possibile specificarne l'ordine di boot. Per esempio prima "hdc" e poi "hda", cosa ottimale, auspicabile, ma alla fine, come vedremo, non indispensabile.

In "letteratura" si trovano sostanzialmente due tipi di procedure suggerite; la prima, più diffusa e avvalorata anche dal Software-Raid-HOWTO (tldp.org), consiste nell'inserire nel [[MBR]] di hdc la stessa configurazione del [[MBR]] di hda, confidando nel fatto che quando dovesse mancare hda, hdc in qualche modo prenderebbe il posto di hda e automagicamente tutto dovrebbe andare; vedremo poi, che proprio così non è. Comunque, dato che male non fa, è la procedura che consiglio pure io di attuare, ovvero:

<pre>  # grub

               perché è molto più veloce)

     >> grub> quit</pre>

Fatto. Ora il sistema è in grado di avviarsi anche da hdc se il BIOS lo permette.

Ma questo lo avete provato prima di fare il raid, vero? (Ripeto però, non è indispensabile).

Poi c'è la seconda procedura:

<pre>  # grub --device-map=/boot/grub/device.map

     >> quit </pre>

Che assegna in maniera "democratica" a tutti e due gli [[MBR]] la stessa configurazione di <code>grub/menu.lst</code>.

In pratica i due metodi dovrebbero essere equivalenti, in teoria non lo so e non lo ho trovato scritto da nessuna parte (e se stava scritto non l'ho capito forse). O meglio, da quello che ho letto, il comando "device" utilizzato nella prima procedura con grub dovrebbe essere usato nel caso non vi sia un valido <code>/boot/grub/devices.map</code> (e non è il nostro caso) mentre sembra venga utilizzato solamente per "ingannare" temporaneamente sulla destinazione del Master Boot Record dove verrà installato grub. Concorderete che la seconda procedura sembra molto più chiara, anche se le prove mi dicono che pure questo secondo metodo non è esente da problemi in caso di guasto di uno dei due dischi del raid (in particolare del primo - hda).

= Post-installazione Raid. =

'''Prima di tutto''' fate un disco grub per qualsiasi evenienza: <code>grub-floppy /dev/fd0</code>.

Grub-floppy è un utility del pacchetto Debian di grub, ma esiste ampia documentazione che spiega a costruirne uno anche manualmente mettendo sul floppy i file giusti nella sequenza ed al posto giusto (ad es. vedi [[Guida a Grub]]). Esiste anche documentazione per prepararsi un grub avviabile da cd.

Usate tutti i riferimenti nel <code>/boot/grub/menu.lst</code> riferendovi ad hd0 e <code>/dev/mdX</code> (in realtà dovrebbero già esserci, messi in automatico durante l'installazione).

* Riavviare il PC

* Se l'ordine di boot nel bios è corretto, verrà intercettato il floppy e avviato grub che ci fornirà una potente console di avvio. Scriviamo nell'ordine (adattando, al caso):

<pre>  grub>  

     4. grub>boot</pre>

:; 1 : diciamo a grub la partizione dove si trova <code>/boot</code>  (non "/" !!!)

un'unità elencata in devices.map, dovreste mettere "root (hd0,0)" !!!}}

:; 2 : diciamo dove si trova il kernel (funziona anche il l'autocompletamento con TAB)

:; 3 : diciamo dove si trova l'initrd

:; 4 : diciamo a grub, caricato kernel e initrd, di avviare il sistema.

= Avaria di uno dei due dischi in raid. =

Vediamo invece problematiche di raid boot quando uno dei dischi provoca un degraded raid a seconda se è hda, hdc, oppure se manca hda o hdc, oppure se si ripristina un hda o hdc, e cosa fare se il raid in qualunque di queste condizioni non dovesse partire.  

Se il raid va in degraded mode ed il disco incriminato è hdc ovvero <code>/proc/mdstat</code> indica "(U_)", non ci sono grandi problemi. Il boot naturale su hda è sempre lì; si può avviare un sistema con un disco solo o cambiare hdc, partizionare il disco nuovo, e ripristinare facilmente il raid.  

Se invece il raid va in degraded mode ed il disco incriminato è hda "(_U)", allora qualche problema potrebbe anche esserci, ma anche soluzioni, per fortuna.

Per esempio se togliete fisicamente hda dopo averlo marcato 'failed' e rimosso, e lasciate il raid con solo hdc, la "procedura1" di cloning del [[MBR]] sopperisce perfettamente al problema, in quanto grub usa una "catena" di dischi, e non trovando hd0, hd1 diventa hd0 e, se il bios permette il boot di hdc, allora il raid partirà anche col solo disco hdc. Questa cosa potrebbe funzionare e sarebbe vincolata solo al bios-hardware.

''Però non finisce qua:''

nel momento in cui andate ad inserire un disco vuoto nuovo in hda senza [[MBR]] e partizioni, o peggio magari con un [[MBR]] già usato, o con altre partizioni contenenti un altro sistema, è molto probabile che: o non parta niente, o parta il sistema che non c'entra niente e che si trova su hda (a me è capitato di veder partire un GAG). Per capirci, anche riuscendo a settare il BIOS con hdc come 1st boot target, non è detto che il sistema faccia il boot perché, ammesso che appaia il menù di grub, si dovrebbero modificare "al volo" i riferimenti di root (/boot) da hd0 a hd1. Per eseguire questa operazione occorre che appaia il menù di grub, dopodiché ci si posiziona sulla voce del menù che si vuole temporaneamente modificare e si preme il tasto "e" (il tasto "c" vi restituisce la console di grub); si modifica la root di grub da (hd0,0) a (hd1,0) e si preme il tasto "b" per continuare con il boot. Questa procedura appena descritta è l'ultima possibilità che resta per avviare un raid degraded "(_U)" da hdc, ovvero con l'aiuto del BIOS, intervenendo al volo su grub e senza usare il floppy disk.

In realtà, se si riesce a far partire il disco da hdc come 1st boot target del BIOS, basterebbe avere nel file <code>/boot/grub/menu.lst</code> delle righe simili alle seguenti, in grado di far fronte alla precedente evenienza:

In questo caso occorrerebbe fare attenzione al fatto che il comando<code>update-grub</code>, che viene eseguito dopo l'installazione di nuovi kernel, creerebbe un nuovo <code>menu.lst</code> facendo sparire tutte le modifiche apportate manualmente, perlomeno quelle tra:

<pre> ### BEGIN AUTOMAGIC KERNELS LIST</pre>

<pre> ### END DEBIAN AUTOMAGIC KERNELS LIST</pre>

per cui attenzione a porre le personalizzazioni di <code>menu.lst</code> '''fuori da questo blocco'''. In caso di problemi sappiate che <code>update-grub</code> salva una copia di backup del <code>/boot/grub/menu.lst</code> in <code>/boot/grub/menu.lst~</code>. Per ulteriori info leggete la [[Guida a Grub]], <code>man update-grub</code> e <code>/etc/kernel-img.conf</code>. Per stare tranquilli è consigliabile fare una copia di <code>menu.lst</code> e verificare i vari file dopo ogni installazione di qualche nuovo kernel ([[Debian Kernel Howto|alla debian-way]] ovviamente).

Vedremo più avanti durante la fase di test del raid altri tipi di problemi che possono sorgere.

= Simulazione di avaria di un disco e sua sostituzione. =

A raid funzionante dove <code>/proc/mdstat</code> --> "(UU)" per tutte le partizioni usate nel raid, mandiamo in avaria simulata il disco hda.

Se il vostro BIOS permette di far avviare hdc come 1st boot target aggiungete pure queste righe dopo <code>### END DEBIAN AUTOMAGIC KERNELS LIST</code> in <code>/boot/grub/menu.lst</code>:

#  mdadm --set-faulty /dev/md0 /dev/hda1    ( --> "/" )

#  mdadm --remove /dev/md1 /dev/hda1

#  mdadm --set-faulty /dev/md1 /dev/hda2    ( --> "swap" )

#  mdadm --remove /dev/md1 /dev/hda1

A questo punto siamo in "(_U)" con tutte le partizioni del raid (verificare con cat <code>/proc/mdstat</code>).  

Ora che il raid è in degraded mode, senza riavviare, diamo un bel:

<pre># cfdisk /dev/hda</code> e CANCELLIAMO TUTTE LE PARTIZIONI.

Per essere sicuri che il disco sia completamente pulito, dovremmo vuotare di ogni suo contenuto anche l'[[MBR]] usando un sistema brutale ma efficace, ovvero un comando del tipo:

Però occorre fare attenzione! La struttura del [[MBR]] è la seguente:

Pertanto, a seconda di come vorrete condurre le prove, potrebbe essere che vi basti eliminare il codice boot e salvaguardare la tabella delle partizioni; quindi sarebbe sufficiente:

<pre># dd if=/dev/zero of=/dev/hda bs=466 count=1</pre>

Un modo più prudente di procedere contemplerebbe il salvataggio dei dati che state per cancellare, quindi un backup di sicurezza non sarebbe male:

<pre># dd if=/dev/hda bs=512 count=1 of=/root/mbr_images/myFullMBR_512

# dd if=/dev/hda bs=466 count=1 of=/root/mbr_images/myBootMBR_466

# dd if=/dev/hda bs=1 count=66 skip=446 of=/root/mbr_images/myPartitionsMBR_66</pre>

Insomma, l'ideale sarebbe avere proprio un altro disco completamente pulito. Tutto questo perché, se non puliamo il [[MBR]] di hda, al reboot verrà prima letto il Master Boot Record con lo "Stage1" di grub e poi si inchioderà il sistema poiché i riferimenti alle rimanenti parti di grub, ormai eliminato insieme alle partizioni, non saranno trovati.

Fatta la pulizia del [[MBR]] procediamo con un:

<pre># reboot</pre>.

= Recupero del sistema. =

Se potete avviare da hdc come 1st boot target e scegliere la voce che abbiamo aggiunto sopra dopo <code>### END DEBIAN AUTOMAGIC KERNELS LIST</code> potete saltare la seguente parte in cui si spiega come riavviare usando un floppy disk (oppure leggetela comunque o provate entrambe le strade).

Inserire il floppy e forzate il riavvio del PC; con grub fatto partire da floppy:

Dato che questa prova è già stata fatta all'inizio, non dovrebbero essere novità.

potrebbe essere necessario:

se non volete rischiare e salvare in un file per le "emergenze" (che non è una cattiva idea):

{{ Warningbox | Verificare per quanto sopra eventuali problemi con le partizioni logiche. Forse da usare sfdisk con le opzioni <code>-O e -I</code>.

Infine potete anche creare le partizioni manualmente con <code>fdisk /dev/hda</code>. Attenzione! Non possono essere più piccole di quelle su hdc altrimenti non potrà avvenire la ricostruzione del raid. Inoltre, se usate fdisk, ricordatevi di rendere avviabile la partizione che contiene /boot e marcare le partizioni del raid come type "fd".

con un occhio su <code>/proc/mdstat</code> per verificare la progressione della ricostruzione; alla fine apparirà comunque un messaggio sulla console. Ora il sistema dovrebbe essere di nuovo a posto "(UU)" per tutte le partizioni in raid.

Infine ripristiniamo l'[[MBR]] su hda, cosa da non dimenticare:

     (se device.map è corretto, è più veloce:

'''Importante''': in console da DENTRO il sistema, MAI USARE il comando "boot" ma "quit". Il comando "boot" si usa da console attivata da floppy o nel file <code>menu.lst</code>.

Togliere il floppy (si può fare subito dopo il boot).

= Effetti ottici..... molto magnetici! =

Spegniamo il pc ed estraiamo hda. (si assume che il BIOS riesca ad avviare da hdc)

Bene, spegniamo, rimettiamo hda e riavviamo.

Il raid naturalmente si riavvia sempre in degraded mode "(_U)"; poi restituiamo hda al raid attendendo il tempo necessario con un occhio su <code>/proc/mdstat</code>:

Rimettendo un disco facente parte di uno swap_in_raid ho notato che l'unione delle partizioni di swap_in_raid viene fatta automaticamente dal sistema (apparentemente non occorre mdadm --add), cioè il raid swap si porta automaticamente in uno stato "(UU)". Dopodiché si potranno aggiungere al raid le varie partizioni di hda aggiungendole man mano ai rispettivi md con 'mdadm --add'

In realtà non è così banale.

Ovvero, bisogna spiegare perché il raid si avvia normalmente in tutti e due i casi:

a) Quando spegniamo il PC, estraiamo hda e accendiamo, nella catena grub, hd1 diventa hd0 e grub "rialloca" il sistema di boot e riesce a partire grazie ai suoi riferimenti "hd0" anche nel [[MBR]] di hdc.

b) Quando spegniamo il PC, rimettiamo hda e riaccendiamo, il sistema va in degraded raid e "lavora" solo hdc, ma tutto il sistema di boot viene comunque letto da hda. Per questo nella procedura "pulita" abbiamo cercato "di rasare" il più possibile hda, proprio per non incorrere in "false partenze" che potrebbero indurre a vedere le cose in maniera distorta dal loro reale funzionamento (però potrebbe valere anche per chi scrive.)

Per questo ho optato per il recovery via floppy. Siate metodici e, nelle prove, il più fedeli possibile alla realtà.

= Servizi in <code>/etc/init.d/</code> =

Il pacchetto '''<code>mdadm</code>''' installa '''due''' servizi, posti al solito in <code>/etc/init.d/</code>.

Il primo è <code>mdadm</code> (il suo file di configurazione è <code>/etc/default/mdadm</code>) serve per l'avvio del ''RAID monitor daemon'' in fase di boot.

Il demone si occupa di informare sullo stato del raid l'utente root o l'utente "normale" (indicato in <code>/etc/aliases</code> come destinatario per la posta di root). Il suo comportamento si può configurare in <code>/etc/default/mdadm</code>. La notifica sullo stato del raid è particolarmente utile nell'eventualità di un guasto ad un disco.

Il secondo servizio è <code>mdadm-raid</code> (il file di configurazione è sempre <code>/etc/default/mdadm</code>) e serve per attivare le partizioni in raid non ancora inizializzate ed attive (descritte in <code>/etc/mdadm/mdadm.conf</code>). Una possibilità potrebbe essere per esempio un raid di partizioni non attivato durante il montaggio del filesystem e quindi non descritto in <code>/etc/fstab</code>.

= Debian: "dietro le quinte" del raid =

Alla fine di tutto questo discorso, non bisogna dimenticare che la Debian toglie diverse castagne dal fuoco e molte procedure sono automatizzate. Per esempio ci sono tanti file di config e scriptini che girano, come nel caso di un aggiornamento del kernel. Vediamone uno, che casualmente coinvolge kernel, initrd e quindi anche raid.

uhm.... consiglio di leggersi <code>man update-grub</code> e <code>man 5 kernel-img.conf</code>  (in ''kernel-package'').

Quanto sopra potremmo anche considerarlo "trasparente", però non bisogna mai dimenticarsi di esplorare il sistema e capire cos'è coinvolto nei vari processi automatizzati di Debian.

Provare ad esempio a scrivere in console "update" e poi battere TAB TAB.

È possibile rintracciare anche altri comandi che fanno parte del magico mondo di configurazione Debian, o quanto meno è bene sapere che esistono e darci un'occhiata, con "locate config | grep bin".

= Comandi "mdadm" di maggior utilizzo =

Per concludere, una serie di comandi "mdadm" per l'amministrazione del raid utilizzati più frequentemente:

#  mdadm --zero-superblock /dev/hdXx

Azzerare sempre il superblocco delle partizioni di un'unità disco prima di aggiungerle ad un raid in particolare se quelle partizioni sono già state usate in un precedente raid e quindi contengono delle informazioni che potrebbero confondere il sistema; vedere rootraiddoc.97.html.

#  mdadm --set-faulty /dev/md1 /dev/hda1

#  mdadm --remove /dev/md1 /dev/hda1

- Sostituire un disco guasto, o aggiunta di una partizione ad un raid:

#  mdadm --add /dev/md1 /dev/hda1

   (le partizioni devono già esistere; questa operazione formatta e copia i dati dal disco esistente al nuovo disco)

#  echo "DEVICE /dev/hda /dev/hdc" > /etc/mdadm/mdadm.conf

#  mdadm --brief --detail --verbose /dev/md0 >> /etc/mdadm/mdadm.conf

#  mdadm --brief --detail --verbose /dev/md1 >> /etc/mdadm/mdadm.conf

#  mdadm -S /dev/md0

     (NB: Non è possibile farlo "da dentro" il raid)

#  mdadm --examine --scan

#  mdadm --query --detail /dev/md0

Sul RootRaidDoc97 è descritta una procedura di recupero veramente d'emergenza per avviare un raid là dove proprio non ci sia possibilità di avviare un supporto raid sul sistema in questione. Vedete di non trovarvi in questa situazione  :-)

= Link =

The Linux Documentation Project: Software Raid Howto (il documento più aggiornato):