كيفية إعداد RAID-1 على Raspberry Pi ، الطريق السهل

يتم تثبيت نظام تشغيل Raspberry Pi إما على بطاقة SD أو قرص USB. نظرًا لدورات الكتابة المحدودة لخلايا الفلاش على بطاقات SD ، فإن موثوقيتها غير مضمونة. تعمل الأقراص الصلبة ومحركات أقراص الحالة الثابتة بشكل أفضل من حيث الموثوقية ؛ يستخدم الأخير خوارزميات مستوى التآكل لإطالة عمر الجهاز. ولكن مع ذلك ، فإن الاحتفاظ بالبيانات على قرص واحد فقط أمر محفوف بالمخاطر دائمًا.

اجعل فيديو اليوم

فكرة عكس البيانات باستخدام RAID-1

لتجنب فقدان البيانات في حالة فشل القرص ، انعكاس بيانات RAID-1 ينبغي تنفيذها. تكمن المشكلة في أن إعداد RAID غير ممكن أثناء مرحلة تثبيت نظام التشغيل على Raspberry Pi.

---

---

تدور هذه الفكرة حول إعداد RAID-1 Mirroring على اثنين من محركات أقراص USB ذات الحالة الثابتة ، ثم نسخ الدليل الرئيسي إلى قسم RAID وتكوينه لاستخدامه كـ / home. نظرًا لوجود بيانات المستخدم في الدليل الرئيسي ، يمكن استرداد البيانات بالكامل ويمكن إعادة بناء RAID مرة أخرى في حالة فشل قرص واحد.

سيظل نظام التشغيل موجودًا على بطاقة SD (أو قرص SSD آخر). في حالة فشل قرص نظام التشغيل ، تظل البيانات المهمة متاحة في مجموعة RAID-1. أيضًا ، سيستمر قرص نظام التشغيل لفترة أطول نظرًا لوجود ضغط أقل على القرص. هذا لأن غالبية نشاط القرص يحدث في الدليل / home (على سبيل المثال ، القراءة / الكتابة المستمرة إلى 'Firefox Profile Files').

تستخدم هذه العملية واجهة ويب لتبسيط العملية المعقدة بخلاف ذلك لإعداد RAID. الإعداد الموضح هنا يستخدم Ubuntu MATE 22.04 ويمكن تطبيق نفس العملية على أي نظام تشغيل Pi آخر.

اختر الأجهزة المناسبة مع مراعاة توفر الطاقة

يتطلب RAID-1 قرصين على الأقل. يمكن أن تكون هذه الأقراص إما محركات أقراص ثابتة أو محركات أقراص صلبة. بمجرد إعداد RAID-1 ، تنعكس البيانات (مستنسخة) عبر المصفوفة. وهذا يعني أن البيانات مكتوبة على كلا القرصين وتتم قراءتها من أسرع أعضاء RAID.

تُستخدم محولات USB إلى SATA لإرفاق محركات أقراص الحالة الصلبة بـ Pi. يستهلك SSD حوالي 5 واط من الطاقة في ذروة الاستخدام. نظرًا لأن اثنين منهم مطلوبان لـ RAID-1 ، يجب مراعاة توفر الطاقة.

---

---

2 (SSD) × 5 (واط) = 10 واط

يستهلك جهاز Pi 4 الذي يعمل على مدار الساعة القياسية حوالي 6 وات و فيركلوكيد Pi 4 عند التحميل الكامل يستهلك ما يقرب من 8 واط.

---

---

مصدر الطاقة الرسمي لـ Raspberry Pi 4 هو 5.1V ، 3.0A.

يقول wifi متصل ولكن لا يوجد إنترنت

5.1 (فولت) × 3 (أمبير) = 15.3 واط

بإيجاز ، فإن متطلبات الطاقة هي أكثر من الحد الأقصى لإخراج المحول.

10 وات + 8 وات> 15.3 وات

سيحتاج Pi أيضًا إلى تشغيل نظام التبريد الخاص به. لذلك ، يجب أن يتم تشغيل محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة خارجيًا للحصول على مساحة علوية للتشغيل المستقر.

أ USB HDD / SSD Dual Dock يناسب هذا الغرض بشكل مثالي ، يمكنه استيعاب أقراص 2.5 'و 3.5'. يحتوي على محول الطاقة الخاص به ولن يستمد الطاقة من Pi.

SD لـ RAID ، اختر الطرز ذات TBWs غير المتطابقة بحيث يحتوي كلا القرصين على نقاط فشل على فترات زمنية مختلفة. وهذا يمنحك وقتًا كافيًا لإعادة بناء مصفوفة RAID وسيبقي بياناتك سليمة على الدوام. يوجد منفذا USB 3.0 على Pi 4. نظرًا لأن قفص الاتهام يستخدم واحدًا منهم فقط ، فلا يزال هناك منفذ احتياطي متاحًا لتوصيل جهاز سريع آخر.

قم بتثبيت الأدوات لإعداد النسخ المتطابق RAID-1

قم بتوصيل الأقراص في قفص الاتهام وتشغيل Pi. يعد إعداد RAID أمرًا سهلاً باستخدام أداة تسمى 'Webmin' ، ويمكن الوصول إلى واجهته عبر المتصفح. افتح الجهاز (الاختصار: Ctrl + Alt + T. ) واستخدم هذه الأوامر لتثبيت Webmin:

تحرير ملف sources.list:

sudo nano /etc/apt/sources.list

أضف هذا الخط (الاختصار: Ctrl + Shift + إدراج ):

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

احفظ الملف باستخدام السيطرة + O ، اضغط على 'دخول' والخروج باستخدام السيطرة + X .

مفتاح التنزيل للثقة بالمصدر:

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

تحديث المستودعات الجديدة:

sudo apt update

تثبيت Webmin:

sudo apt install webmin -y

تثبيت الأداة المساعدة mdadm Software RAID:

sudo apt install mdadm -y

قم بتثبيت أداة إدارة القرص:

sudo apt install gnome-disk-utility -y

قم بتعيين كلمة مرور للمستخدم الجذر (لإدارة Webmin):

sudo su 
passwd

التحديث والترقية وإعادة التشغيل:

sudo apt update && sudo apt upgrade -y && sudo reboot

عملية بناء مصفوفة RAID-1

فتح الأقراص أداة من القائمة> التفضيلات . يمكنك أيضًا استخدام الأمر:

gnome-disks

سيظهر الأقراص الجديدة ، تنسيق كليهما.

افتح متصفح الويب وأدخل عنوان URL هذا:

https://localhost:10000

يعمل Webmin على المضيف المحلي عند المنفذ 10000. نظرًا لاستخدام https وعدم تثبيت شهادة SSL ، سيعرض المتصفح تحذيرًا. من الآمن النقر متقدم وثم اقبل المخاطرة واستمر .

تسجيل الدخول مع المستخدم باسم 'جذر' وكلمة المرور التي قمت بتعيينها للجذر سابقًا. أولا ، وحدات التحديث . بمجرد الانتهاء ، قم بالتوسيع المعدات واختر لينكس RAID . من القائمة المنسدلة ، حدد RAID1 (معكوس) وانقر فوق الزر إنشاء مستوى جهاز RAID .

حدد القرصين بالضغط باستمرار على ملف كنترول مفتاح. تبديل تخطي تهيئة الأجهزة . هذا لأن التهيئة تستغرق الكثير من الوقت ، أكثر من ساعة لكل 100 جيجابايت ، وليس من الضروري نسخ الأقراص الفارغة.

انقر خلق . يجب أن يستجيب Webmin في غضون ثلاث دقائق باستخدام المصفوفة التي تم إنشاؤها حديثًا. يمكنك بعد ذلك التحقق من مزيد من التفاصيل من خلال / ديف / md0 . يتم عرض القرصين كـ أقسام في RAID و ال حالة نظام الملفات هو نشط ولكن غير مثبت .

يجب تنسيق مصفوفة RAID الجديدة قبل تركيبها. يمكن القيام بذلك باستخدام الأقراص الموجودة على اليسار. حدد ملف مصفوفة RAID-1 و تنسيق القسم .

أعط اسما ، على سبيل المثال بيانات . حدد زر الاختيار قرص داخلي للاستخدام مع أنظمة Linux فقط (Ext4) والتقدم لتنسيقه.

تحتاج هذه المجموعة إلى أن يتم تركيبها تلقائيًا في كل صندوق. يختار تحرير خيارات التحميل .

تبديل افتراضيات جلسة المستخدم وانقر نعم . بعد المصادقة ، تقوم هذه العملية بتعديل ملف “/ etc / fstab”.

إعادة التشغيل ، يظهر مصفوفة RAID-1 المُحمَّلة كمجلد 'بيانات' في مستكشف الملفات.

انقل الدليل الرئيسي إلى صفيف RAID-1

لعكس البيانات المهمة ، يجب أن يكون الدليل الرئيسي على صفيف RAID-1. يوصى بعمل نسخة بدلاً من نقلها ، والسبب هو أنها ستساعد 'RAID Rebuild' في المستقبل.

في المحطة:

dir /mnt

انسخ اسم حامل RAID ، يبدو مثل '6256d81c-c23c-42c4-aea3-d194466c6c33' وهو مختلف بالنسبة لك. استبدل اسم الدليل واستخدم هذا الأمر لاستنساخ الدليل الرئيسي:

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

اجعل هذا الدليل الجديد يتصاعد كـ / home بدلاً من المجلد القديم:

sudo nano /etc/fstab

جد الخط / ديف / القرص ... (عادةً ما يكون السطر الأخير منذ أن قمت بتثبيته للتو) وقم بتغيير نقطة التحميل إلى '/ home' كما هو موضح في لقطة الشاشة أدناه.

إعادة التشغيل ، أصبح الدليل الرئيسي لـ Pi الآن على RAID-1 ويتم عكس البيانات.

خيارات استرداد فشل Raspberry Pi RAID

في حالة فشل RAID ، هناك خياران متاحان للاسترداد ويجب ضبطهما الآن.

1) قم بتركيب مجموعة المتدهورة وإعادة بنائها

قم بإنشاء ملف جديد:

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

قم بتضمين هذا المحتوى:

BOOT_DEGRADED=true

سيؤدي ذلك إلى تحميل مجموعة RAID حتى في حالة فشل القرص. سيتم استخدام الدليل الرئيسي على الصفيف المتدهور.

2) لا تقم بتركيب المجموعة المتدهورة ، ولكن أعد البناء

لا تفعل شيئًا ، فلن يتم تحميل المصفوفة المتدهورة عند التمهيد. سيتم استخدام الدليل الرئيسي القديم بدلاً من ذلك ؛ قمت سابقًا بنسخ الدليل الرئيسي بدلاً من نقله لهذا السبب. الآن ، سوف يساعد في إعادة بناء مجموعة RAID. لا داعي للذعر بعد ملاحظة البيانات المفقودة في هذا الوضع ، تذكر أن هذا ليس دليلك الرئيسي الفعلي. بياناتك آمنة على قرص آخر وتنتظر استردادها.

في حالة عرض Webmin رسالة خطأ 'mdadm: لا يمكن الحصول على معلومات المصفوفة لـ / dev / md0.'

استخدم هذا الأمر لبدء المصفوفة:

sudo mdadm --run /dev/md0

إعادة بناء المصفوفة في حالة الفشل

في حين أنه ليس من الضروري أن تقوم بتكرار هذه الخطوة ، فمن الجيد معرفة أنه يمكن استرداد البيانات في حالة فشل القرص.

عملية المحاكاة

يتم إيقاف تشغيل Pi ويتم إزالة قرص واحد. ثم يتم تشغيل Pi ويتم الوصول إلى Webmin. في لينكس RAID ، ال حالة يظهر الآن على شكل غير نشط . بعد مزيد من التفتيش ، والتدقيق / ديف / md0 يعرض مجموعة متدهورة بقرص واحد فقط في RAID.

البيانات سليمة ، لكنها موجودة على قرص واحد فقط الآن. يجب إعادة بناء مصفوفة RAID للحفاظ على البيانات.

يتم إيقاف تشغيل Pi ، ويتم إدخال قرص HDD / SSD فارغ جديد بدلاً من القرص القديم ويتم تشغيل Pi. يتم الوصول إلى Webmin ، والتحقق / ديف / md0 يعرض خيارات لإضافة قرص جديد إلى مجموعة RAID. حدد القرص الجديد من القائمة المنسدلة وانقر فوق إضافة قسم .

ستبدأ إعادة البناء على الفور ، وتعتمد المدة على حجم الأقراص. يستغرق الأمر بشكل عام ساعة لكل 100 جيجابايت (لمحركات أقراص الحالة الصلبة).

حماية بياناتك Pi أمر ضروري

مع هذا التنفيذ ، تكون البيانات أكثر أمانًا ويمكن استخدام Pi كسائق يومي. في الآونة الأخيرة ، يتم استخدام Raspberry Pi على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية ويمكن تقليل وقت التوقف عن العمل.

يمكنك الاختيار بذكاء من خلال اختيار محركات أقراص الحالة الصلبة. تمتلك الشركات المصنعة أقراص SSD ذات سعة مماثلة عند نقاط سعر مختلفة ، والفرق هو TBW (إجمالي البايت المكتوب) ؛ عادةً ما يحتوي النموذج الأفضل على 50٪ أكثر من TBW. عند استخدام SSD لـ RAID ، اختر الطرز ذات TBWs غير المتطابقة بحيث يحتوي كلا القرصين على نقاط فشل على فترات زمنية مختلفة. وهذا يمنحك وقتًا كافيًا لإعادة بناء مصفوفة RAID وسيبقي بياناتك سليمة على الدوام.