Operativni sustav Raspberry Pi instaliran je na SD karticu ili USB disk. Zbog ograničenih ciklusa pisanja flash ćelija na SD karticama, njihova pouzdanost nije zajamčena. Tvrdi diskovi i SSD diskovi su bolji u pogledu pouzdanosti; potonji koristi algoritme razine trošenja za produljenje vijeka trajanja uređaja. Ipak, čuvanje podataka samo na jednom disku uvijek je riskantno.

Ideja zrcaljenja podataka pomoću RAID-1

Kako biste izbjegli gubitak podataka u slučaju kvara diska, RAID-1 zrcaljenje podataka treba provesti. Problem je što postavljanje RAID-a nije moguće tijekom faze instalacije operativnog sustava na Raspberry Pi.

Ova ideja odnosi se na postavljanje RAID-1 zrcaljenja na dva USB SSD-a, zatim kopiranje matičnog direktorija u RAID particiju i konfiguriranje za korištenje kao /home. Budući da se korisnički podaci nalaze u početnom direktoriju, podaci se mogu potpuno oporaviti, a RAID se može ponovo izgraditi u slučaju kvara jednog diska.

OS će i dalje ostati na SD kartici (ili drugom SSD-u). Ako OS disk zakaže, važni podaci su i dalje dostupni na RAID-1 polju. Također, OS disk će trajati duže jer je manji pritisak na disk. To je zato što se većina aktivnosti diska odvija u /home direktoriju (na primjer, neprekidno čitanje/pisanje u "Firefox Profile Files").

Ovaj proces koristi web sučelje za pojednostavljenje inače složenog procesa postavljanja RAID-a. Postavljanje je prikazano ovdje koristi Ubuntu MATE 22.04 a isti se postupak može primijeniti na bilo koji drugi Pi OS.

Odaberite pravi hardver s obzirom na dostupnost energije

Za RAID-1 potrebna su najmanje dva diska. Ovi diskovi mogu biti tvrdi diskovi ili SSD diskovi. Nakon što je RAID-1 postavljen, podaci se zrcaljavaju (kloniraju) u nizu. To znači da se podaci zapisuju na oba diska i čitaju s najbržeg RAID člana.

USB na SATA adapteri koriste se za spajanje SSD-ova na Pi. SSD troši oko 5 W energije pri vršnoj upotrebi. Budući da su za RAID-1 potrebna dva, potrebno je uzeti u obzir dostupnost napajanja.

2 (SSD) x 5 (vati) = 10 vata

Pi 4 koji radi na standardnom taktu troši oko 6 W i overclockani Pi 4 pri punom opterećenju troši blizu 8 W.

Službeno napajanje Raspberry Pi 4 je 5.1V, 3.0A.

5,1 (volti) x 3 (ampera) = 15,3 vata

Ukratko, potrebna snaga veća je od maksimalne izlazne snage adaptera.

10 W + 8 W > 15,3 W

Pi će također morati napajati svoj sustav hlađenja. Dakle, SSD-ovi se moraju napajati izvana kako bi imali dovoljno prostora za stabilan rad.

A USB HDD/SSD Dual Dock idealno odgovara ovoj namjeni, može smjestiti i 2,5" i 3,5" diskove. Ima vlastiti strujni adapter i neće crpiti struju iz Pi-ja.

SD za RAID, odaberite modele s neidentičnim TBW-ovima tako da oba diska imaju točke kvara u različitim intervalima. To daje dovoljno vremena za ponovnu izgradnju RAID polja i vaše će podatke trajno zadržati netaknutima. Na Pi 4 postoje dva USB 3.0 priključka. Budući da dock koristi samo jedan od njih, još uvijek je dostupan rezervni priključak za spajanje drugog brzog uređaja.

Uključite diskove u dock i uključite Pi. Postavljanje RAID-a jednostavno je pomoću alata pod nazivom "Webmin", a njegovom se sučelju može pristupiti putem preglednika. Otvorite terminal (prečac: Ctrl+Alt+T) i koristite ove naredbe za instalaciju Webmina:

Uredite datoteku sources.list:

sudo nano /etc/apt/sources.popis

Dodajte ovu liniju (prečac: Ctrl+Shift+Umetni):

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

Spremi datoteku pomoću Ctrl+O, pritisnite "Enter" i izađite pomoću Ctrl+X.

Preuzmite ključ za vjerovanje izvoru:

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

Ažurirajte nova spremišta:

sudo apt Ažuriraj

Instaliraj Webmin:

sudo apt instalirati webmin -y

Instalirajte mdadm Software RAID uslužni program:

sudo apt instalirati mdadm -y

Instalirajte alat za upravljanje diskom:

sudo apt instalirati gnome-disk-utility -y

Postavite lozinku za root korisnika (za upravljanje Webminom):

sudo su
passwd

Ažurirajte, nadogradite i ponovno pokrenite:

ažuriranje sudo apt && sudo apt upgrade -y && sudo ponovno pokretanje

Proces izgradnje RAID-1 polja

Otvorena Diskovi alat iz Izbornik > Postavke. Također možete koristiti naredbu:

gnome-diskovi

Pokazat će nove diskove, formatirati oba.

Otvorite web preglednik i unesite ovaj URL:

https://localhost: 10000

Webmin radi na lokalnom hostu na portu 10000. Budući da se koristi https, a SSL certifikat nije instaliran, preglednik će prikazati upozorenje. Sigurno je kliknuti Napredna i onda Prihvatite rizik i nastavite.

Prijavite se s korisnikom kao "root" i lozinkom koju ste ranije postavili za root. prvo, Osvježi module. Kada završite, proširite Hardver i odaberite Linux RAID. S padajućeg izbornika odaberite RAID1 (zrcaljeno) i kliknite gumb Stvorite RAID uređaj razine.

Odaberite dva diska držeći pritisnutu tipku Ctrl ključ. Prebacivanje Preskoči inicijalizaciju uređaja. To je zato što inicijalizacija traje puno vremena, više od sat vremena za svakih 100 GB, i nije potrebno replicirati prazne diskove.

Klik Stvoriti. Webmin bi trebao odgovoriti za tri minute s novostvorenim nizom. Zatim možete provjeriti više detalja /dev/md0. Dva diska su prikazana kao Particije u RAID-u i Status datotečnog sustava je Aktivan, ali nije montiran.

Novo RAID polje mora se formatirati prije montiranja. To se može učiniti pomoću Diskova s ​​lijeve strane. Odaberite RAID-1 polje i Formatiraj particiju.

Dajte ime, na primjer Podaci. Odaberite radio gumb Interni disk samo za korištenje s Linux sustavima (Ext4) i napredujte u formatiranju.

Ovo polje mora se automatski montirati pri svakom pokretanju. Odaberi Uredi opcije montiranja.

Prebacivanje Zadane postavke korisničke sesije i kliknite u redu. Nakon provjere autentičnosti, ovaj proces mijenja datoteku “/etc/fstab”.

Ponovo pokrenite sustav, montirani RAID-1 niz prikazuje se kao mapa "Podaci" u pregledniku datoteka.

Premjestite matični direktorij u RAID-1 polje

Za zrcaljenje važnih podataka, matični direktorij mora biti na RAID-1 polju. Preporuča se napraviti kopiju umjesto premještanja, jer će to pomoći u "RAID Rebuild" u budućnosti.

U terminalu:

smjer /mnt

Kopirajte naziv RAID nosača, izgleda kao “6256d81c-c23c-42c4-aea3-d194466c6c33” i za vas je drugačiji. Zamijenite naziv direktorija i upotrijebite ovu naredbu za kloniranje početnog direktorija:

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

Neka se ovaj novi direktorij montira kao /home umjesto starog:

sudo nano /etc/fstab

Pronađite liniju /dev/disk... (obično posljednji redak budući da ste ga upravo montirali) i promijenite točku montiranja u "/home" kao što je prikazano na slici ispod.

Ponovo pokrenite, Pijev matični direktorij sada je na RAID-1 i podaci se zrcaljavaju.

Raspberry Pi RAID opcije oporavka nakon kvara

U slučaju kvara RAID-a, postoje dvije dostupne opcije za oporavak i moraju se postaviti sada.

1) Montirajte degradirani niz i ponovno ga izgradite

Napravi novu datoteku:

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

Uključite ovaj sadržaj:

BOOT_DEGRADED=pravi

Ovo će montirati RAID polje čak i ako disk pokvari. Koristit će se matični direktorij na degradiranom nizu.

2) Nemojte montirati degradirani niz, već ga ponovno izgradite

Ne činite ništa, degradirani niz se neće montirati pri dizanju. Umjesto toga koristit će se stari matični direktorij; ranije ste iz tog razloga kopirali početni direktorij umjesto da ga premjestite. Sada će pomoći u ponovnoj izgradnji RAID polja. Nemojte paničariti nakon promatranja podataka koji nedostaju u ovom načinu rada, zapamtite da ovo nije vaš stvarni matični imenik. Vaši su podaci sigurni na drugom disku i čekaju na oporavak.

U slučaju da Webmin prikaže poruku o pogrešci "mdadm: Ne mogu dobiti informacije o nizu za /dev/md0."

Koristite ovu naredbu za pokretanje niza:

sudo mdadm --pokreni /dev/md0

Ponovna izgradnja polja u slučaju kvara

Iako nije potrebno ponoviti ovaj korak, dobro je znati da se podaci mogu oporaviti u slučaju kvara diska.

Proces simulacije

Pi se gasi i jedan disk se uklanja. Pi se zatim uključuje i pristupa se Webminu. U Linux RAID, the Status sada je prikazan kao Neaktivan. Nakon daljnjeg pregleda, provjera /dev/md0 prikazuje degradirano polje sa samo jednim diskom u RAID-u.

Podaci su netaknuti, ali sada su samo na jednom disku. RAID polje treba ponovno izgraditi kako bi se sačuvali podaci.

Pi se gasi, novi prazan HDD/SSD disk se umeće na mjesto starog i Pi se uključuje. Webminu se pristupa, provjerava se /dev/md0 prikazuje opcije za dodavanje novog diska u RAID polje. Odaberite novi disk s padajućeg izbornika i kliknite Dodaj particiju.

Obnova bi započela odmah, trajanje ovisi o veličini diskova. Obično je potrebno sat vremena za svakih 100 GB (za SSD).

Zaštita vaših Pi podataka je ključna

Uz ovu implementaciju podaci su sigurniji i Pi se može koristiti kao svakodnevni pokretač. U posljednje vrijeme Raspberry Pi se intenzivno koristi u industrijskim primjenama i vrijeme prekida rada može se svesti na minimum.

Odabirom SSD diskova možete napraviti pametan izbor. Proizvođači imaju SSD-ove sličnog kapaciteta po različitim cijenama, a razlika je u TBW (ukupno zapisanih bajtova); bolji model obično ima 50% više TBW. Kada koristite SSD za RAID, odaberite modele s neidentičnim TBW-om tako da oba diska imaju točke kvara u različitim intervalima. To daje dovoljno vremena za ponovnu izgradnju RAID polja i vaše će podatke trajno zadržati netaknutima.