Operační systém Raspberry Pi je nainstalován buď na SD kartě, nebo na USB disku. Vzhledem k omezeným cyklům zápisu flash buněk na SD karty není zaručena jejich spolehlivost. Pevné disky a SSD jsou na tom se spolehlivostí lépe; druhý používá algoritmy úrovně opotřebení k prodloužení životnosti zařízení. Uchovávání dat pouze na jednom disku je však vždy riskantní.

Myšlenka zrcadlení dat pomocí RAID-1

Abyste předešli ztrátě dat v případě selhání disku, Zrcadlení dat RAID-1 by měla být provedena. Problém je v tom, že nastavení RAID není možné během fáze instalace operačního systému na Raspberry Pi.

Tato myšlenka spočívá v nastavení zrcadlení RAID-1 na dvou USB SSD, následném zkopírování domovského adresáře do oddílu RAID a jeho konfiguraci pro použití jako /home. Vzhledem k tomu, že uživatelská data jsou uložena v domovském adresáři, lze data plně obnovit a RAID lze znovu sestavit v případě selhání jediného disku.

OS stále zůstane na SD kartě (nebo jiném SSD). Pokud dojde k poruše disku OS, důležitá data jsou stále k dispozici na poli RAID-1. Disk OS také vydrží déle, protože je na něj nižší tlak. Důvodem je, že většina diskových aktivit se odehrává v adresáři /home (například nepřetržité čtení/zápis do „Firefox Profile Files“).

instagram viewer

Tento proces využívá webové rozhraní ke zjednodušení jinak složitého procesu nastavení RAID. Nastavení zobrazené zde používá Ubuntu MATE 22.04 a stejný proces lze použít na jakýkoli jiný operační systém Pi.

Vyberte si správný hardware s ohledem na dostupnost napájení

Pro RAID-1 jsou vyžadovány minimálně dva disky. Tyto disky mohou být pevné disky nebo SSD. Jakmile je RAID-1 nastaven, data jsou zrcadlena (klonována) v poli. To znamená, že data se zapisují na oba disky a čtou se z nejrychlejšího člena RAID.

K připojení SSD k Pi se používají adaptéry USB na SATA. SSD při maximálním využití spotřebuje přibližně 5 wattů energie. Protože pro RAID-1 jsou potřeba dva z nich, je třeba zohlednit dostupnost napájení.

2 (SSD) x 5 (Wattů) = 10 Wattů

Pi 4 běžící na standardním taktu spotřebuje kolem 6 Wattů a přetaktovaný Pi 4 při plné zátěži spotřebuje téměř 8 wattů.

Oficiální napájení Raspberry Pi 4 je 5,1 V, 3,0 A.

5,1 (V) x 3 (Ampéry) = 15,3 Wattů

Když to shrneme, spotřeba energie je vyšší než maximální výkon adaptéru.

10 Wattů + 8 Wattů > 15,3 Wattů

Pi bude také muset napájet svůj chladicí systém. Takže SSD musí být napájeny externě, aby měly dostatek prostoru pro stabilní provoz.

A USB HDD/SSD Dual Dock tento účel ideálně vyhovuje, pojme 2,5" i 3,5" disky. Má vlastní napájecí adaptér a nebude čerpat energii z Pi.

SD pro RAID, vyberte modely s neidentickými TBW, aby oba disky měly body selhání v různých intervalech. To poskytuje dostatek času na obnovu pole RAID a vaše data zůstanou trvale nedotčena. Na Pi 4 jsou dva porty USB 3.0. Vzhledem k tomu, že dokovací stanice používá pouze jeden z nich, je stále k dispozici náhradní port pro připojení dalšího rychlého zařízení.

Zapojte disky do doku a zapněte Pi. Nastavení RAID je snadné pomocí nástroje zvaného „Webmin“, jeho rozhraní je přístupné přes prohlížeč. Otevřete terminál (zkratka: Ctrl+Alt+T) a pomocí těchto příkazů nainstalujte Webmin:

Upravit soubor sources.list:

sudo nano /etc/apt/sources.seznam

Přidejte tento řádek (zkratka: Ctrl+Shift+Insert):

deb http://download.webmin.com/download/repository sarge contrib

Uložte soubor pomocí Ctrl+O, stiskněte „Enter“ a ukončete pomocí Ctrl+X.

Stáhněte si klíč, abyste důvěřovali zdroji:

wget -q -O- http://www.webmin.com/jcameron-key.asc | sudo apt-key add

Aktualizace nových repozitářů:

sudo apt Aktualizace

Nainstalujte Webmin:

sudo apt Nainstalujte webmin -y

Nainstalujte nástroj mdadm Software RAID:

sudo apt Nainstalujte mdadm -y

Nainstalujte nástroj pro správu disků:

sudo apt Nainstalujte gnome-disk-utility -y

Nastavte heslo pro uživatele root (pro správu Webmin):

sudo su
passwd

Aktualizace, upgrade a restart:

aktualizace sudo apt && sudo apt upgrade -y && sudo restart

Proces sestavení pole RAID-1

OTEVŘENO Disky nástroj od Nabídka > Předvolby. Můžete také použít příkaz:

gnome-disky

Ukáže nové disky, naformátuje oba.

Otevřete webový prohlížeč a zadejte tuto adresu URL:

https://localhost: 10000

Webmin běží na localhost na portu 10000. Protože se používá https a certifikát SSL není nainstalován, prohlížeč zobrazí varování. Je bezpečné kliknout Pokročilý a pak Přijměte riziko a pokračujte.

Přihlaste se s uživatelem jako „root“ a heslem, které jste pro roota nastavili dříve. za prvé, Obnovit moduly. Po dokončení rozbalte Hardware a vyberte Linuxový RAID. Z rozbalovací nabídky vyberte RAID1 (zrcadlené) a klikněte na tlačítko Vytvořte RAID zařízení úrovně.

Vyberte dva disky přidržením tlačítka Ctrl klíč. Přepnout Přeskočit inicializaci zařízení. Důvodem je, že inicializace trvá hodně času, více než hodinu na každých 100 GB, a není nutné replikovat prázdné disky.

Klikněte Vytvořit. Webmin by měl reagovat do tří minut s nově vytvořeným polem. Poté můžete zkontrolovat další podrobnosti /dev/md0. Dva disky jsou zobrazeny jako Oddíly v RAID a Stav souborového systému je Aktivní, ale nenamontované.

Nové pole RAID musí být před připojením naformátováno. To lze provést pomocí disků vlevo. Vybrat Pole RAID-1 a Formátovat oddíl.

Uveďte například jméno Data. Vyberte přepínač Interní disk pro použití pouze se systémy Linux (Ext4) a pokračujte v jeho formátování.

Toto pole musí být automaticky připojeno při každém spuštění. Vybrat Upravit možnosti připojení.

Přepnout Výchozí nastavení uživatelské relace a klikněte OK. Po ověření tento proces upraví soubor „/etc/fstab“.

Restartujte, připojené pole RAID-1 se zobrazí jako složka "Data" v průzkumníku souborů.

Přesuňte domovský adresář do pole RAID-1

Pro zrcadlení důležitých dat musí být domovský adresář na poli RAID-1. Místo přesouvání se doporučuje vytvořit kopii, důvodem je, že to v budoucnu pomůže při „přestavbě RAID“.

V terminálu:

dir /mnt

Zkopírujte název RAID mount, vypadá jako „6256d81c-c23c-42c4-aea3-d194466c6c33“ a je pro vás jiný. Nahraďte název adresáře a použijte tento příkaz ke klonování domovského adresáře:

sudo rsync -av /home/* /mnt/6256d81c-c23c-42c4-aea3-d194466c6c33/

Vytvořte tento nový adresář pro připojení jako /home namísto starého:

sudo nano /etc/fstab

Najděte čáru /dev/disk... (obvykle poslední řádek od okamžiku, kdy jste jej právě připojili) a změňte bod připojení na "/home", jak je znázorněno na obrázku níže.

Restartujte, domovský adresář Pi je nyní na RAID-1 a data jsou zrcadlena.

Možnosti obnovy po selhání RAID Raspberry Pi

V případě selhání pole RAID jsou k dispozici dvě možnosti obnovení a je třeba je nyní nastavit.

1) Namontujte degradované pole a znovu ho sestavte

Vytvořte nový soubor:

sudo nano /etc/initramfs-tools/conf.d/mdadm

Zahrnout tento obsah:

BOOT_DEGRADED=skutečný

Tím se pole RAID připojí i v případě, že disk selže. Bude použit domovský adresář na degradovaném poli.

2) Nepřipojujte degradované pole, ale přestavte

Nedělejte nic, degradované pole se při bootování nepřipojí. Místo toho bude použit starý domovský adresář; dříve jste domovský adresář zkopírovali místo toho, abyste jej z tohoto důvodu přesunuli. Nyní to pomůže znovu vytvořit pole RAID. Po zpozorování chybějících dat v tomto režimu nepropadejte panice, nezapomeňte, že toto není váš skutečný domovský adresář. Vaše data jsou v bezpečí na jiném disku a čekají na obnovu.

V případě, že Webmin zobrazí chybovou zprávu "mdadm: Nelze získat informace o poli pro /dev/md0."

Ke spuštění pole použijte tento příkaz:

sudo mdadm --run /dev/md0

Přestavba pole v případě selhání

I když není nutné tento krok opakovat, je dobré vědět, že data lze obnovit v případě selhání disku.

Proces simulace

Pi se vypne a jeden disk se odstraní. Pi se poté zapne a spustí se Webmin. v Linuxový RAID, Postavení se nyní zobrazuje jako Neaktivní. Při další kontrole, kontrola /dev/md0 ukazuje degradované pole pouze s jedním diskem v RAID.

Data jsou neporušená, ale nyní jsou pouze na jednom disku. Pole RAID je třeba přebudovat, aby byla data zachována.

Pi se vypne, na místo starého se vloží nový prázdný HDD/SSD disk a Pi se zapne. Webmin je přístupný, kontroluje se /dev/md0 zobrazuje možnosti přidání nového disku do pole RAID. Z rozevíracího seznamu vyberte nový disk a klikněte Přidat oddíl.

Přestavba by začala okamžitě, doba trvání závisí na velikosti disků. Obecně to trvá hodinu na každých 100 GB (u SSD).

Ochrana dat vašeho Pi je nezbytná

Díky této implementaci jsou data bezpečnější a Pi lze používat jako denní ovladač. V poslední době jsou Raspberry Pi široce používány v průmyslových aplikacích a prostoje lze minimalizovat.

S výběrem SSD se můžete chytře rozhodnout. Výrobci mají SSD s podobnou kapacitou v různých cenových bodech, rozdíl je TBW (Total Bytes Written); lepší model má obvykle o 50% více TBW. Při použití SSD pro RAID vybírejte modely s neidentickými TBW, aby oba disky měly body selhání v různých intervalech. To poskytuje dostatek času na obnovu pole RAID a vaše data zůstanou trvale nedotčena.