Software-Raid auf einer HP ZW440 Workstation unter Ubuntu erstellen

1. Kurzfassung

Mit einem RAID-System können mehrere physische Massenspeichergeräte zu einem logischen Laufwerk kombiniert werden. Dadurch lassen sich wahlweise Ausfallsicherheit und/oder Datendurchsatz optimieren. Von einem Hardware-RAID spricht man, wenn das RAID durch einen spezialisierten Hardware-Controller gesteuert wird. Bei einem Software-RAID wird die Steuerung vollständig softwareseitig organisiert. Es gibt unterschiedliche Arten oder Levels von RAIDs. Ich werde mich im folgenden aber bloss auf RAID-Level 1 beziehen. Bei einem RAID 1 werden zwei oder mehrere Festplatten zusammengeschlossen. Auf alle Platten werden die selben Daten geschrieben, weshalb RAID 1 auch als mirrored RAID bezeichnet wird: Eine Festplatte spiegelt die andere, was sowohl die Ausfallsicherheit als auch den Datendurchsatz (beim Lesen) verbessert. Im Folgenden wird beschrieben, wie man einen Software-RAID 1 während des Installationsvorgangs von Ubuntu auf einer HP ZW440 Workstation einrichtet. Das Ziel ist, sämtliche Partitionen, d.h. auch die Boot-Partition auf einem RAID-Verbund zu haben. Zur Dokumentation des Installationsvorgangs wurde eine VM verwendet.

2. Installation

2.1 Voraussetzungen

Ubuntu-Version

Eingesetzte Version: Ubuntu 20.04.3 LTS (Focal Fossa)
WICHTIG: In den Versionen 20.04.1 - 20.04.2 gab es einen Bug, der das Partitionieren nicht auf allen Festplatten ermöglichte. Hat man einen USB-Bootstick mit einer älteren Version, lässt sich dieser während des Installationsprozesses updaten.

Server-Hardware

Hardware Specs
Modell: HP ZW440 Workstation
GPU: Nvidia Quadro m4000
Ram: 4x 8gb
CPU: ES-1650 3.5GHz
Speicher: 2x 256Gb SSD

Bios-Einstellungen:
Im Bios müssen alle Sata-Ports eingeschaltet (enabled) sein.

2.2 Installationsanleitung

Für die Dokumentation des Installationsprozesses wurde eine virtuelle Maschine benutzt. Die Installation wurde aber auf dem HP-Server genau nach dieser Anleitung vorgenommen und getestet. Als erstes installiert man den Ubuntu-Server wie gewohnt bis zum Schritt Storage Configuration. Dort wählen Sie die Custom Storage Configuration aus.

Markieren Sie beide Festplatten als Boot Devices und erstellen Sie je eine 1GB grosse Partition auf beiden Platten. Durch die Markierung als Boot-Devices werden auf beiden Platten zusätzlich zur eigentlichen Boot-Partition noch je eine EFI-Systempartition angelegt. Es werden beide Platten als Boot-Devices markiert, damit beim Abschluss der Installation der Bootloader auf beide Platten geschrieben wird. Dadurch lässt sich der Server auch beim Ausfall einer Platte noch booten. WICHTIG: Lassen Sie die beiden Boot-Partitionen und auch alle in den nachfolgenden Schritten angelegten Partitionen vorerst unformatiert!

Danach erstellen Sie auf beiden Platten eine Partition, die der Grösse Ihres RAMs entspricht und lassen diese auch unformatiert. Als letztes erstellen Sie auf beiden Festplatten eine Partition, die den Rest des Festplattenspeichers umfasst. Dazu lassen sie das Feld für die Grösse einfach leer. Auch diese Partition lassen Sie unformatiert.

Jetzt müssten Sie auf beiden Festplatten 4 identische Partitionen haben. Eine Boot-Partition und 3 leere. Jetzt können sie mit der Konfiguration des Software-RAIDs beginnen. Dazu gehen sie auf Software RAID (md) erstellen und wählen die Partitionen der Nummer nach aus, also 2 und 2, 3 und 3 sowie 4 und 4.

Beginnen Sie mit Partition 2. Diese müsste ungefähr 1GB gross sein. Fügen Sie die beiden Partitionen 2 auf den zwei Platten als md0 zusammen. Die beiden Partitionen 3, welche in etwa die Grösse Ihres RAMs haben müssten, fügen sie als md1 zusammen und die letzten beiden Partitionen als md2. Nachdem Sie das gemacht haben, gehen Sie zu md0 und drücken auf Formatieren. Dieses Volume formatieren sie als ext4 und /boot. md1 formatieren Sie als swap (es ist eigentlich nicht empfohlen, den ohnehin schon langsamen SWAP-Speicher auf einem RAID-Volume anzulegen. Besser ist, die beiden SWAP-Partitionen nicht zu einem Soft-RAID zusammenzufügen, sondern einzeln als SWAP-Partitionen zu formatieren. Der Kernel fügt dann die beiden Partitionen automatisch zu einem virtuellen SWAP-Space zusammen, macht also etwas Ähnliches wie ein RAID)

Schliesslich formatieren Sie noch md2 als ext4 und /. Dann können sie auf Erledigt klicken und mit der Installation wie gewohnt fortfahren.

3. Quellenverzeichnis

https://itectec.com/ubuntu/ubuntu-install-ubuntu-20-04-focal-fossa-with-raid-1-on-two-devices/