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シングルHDDで稼働中のUbuntuをRAID1に移行

Last updated at 2023-02-17Posted at 2023-02-17

目的

シングルHDDで稼働中のUbuntuシステムがある。ここにHDDを一台追加してRAID1を構築したい。

環境

システム: Ubuntu 18.04.4 LTS
稼働中の HDD

$ sudo fdisk -l

Device          Start        End    Sectors  Size Type
/dev/sda1        2048    1050623    1048576  512M EFI System
/dev/sda2     1050624 3871100927 3870050304  1.8T Linux filesystem
/dev/sda3  3871100928 3904292863   33191936 15.8G Linux swap

RAID1 用に追加する HDD (パーティションは既に稼働中の HDD と同じように区切られている)

Device          Start        End    Sectors  Size Type
/dev/sdb1        2048    1050623    1048576  512M EFI System
/dev/sdb2     1050624 3871100927 3870050304  1.8T Linux filesystem
/dev/sdb3  3871100928 3904292863   33191936 15.8G Linux swap

マウント情報

$ mount

/dev/sda1 on /boot/efi type vfat (rw,relatime,fmask=0077,dmask=0077,codepage=437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,errors=remount-ro)

/dev/sda2 on / type ext4 (rw,relatime,errors=remount-ro,data=ordered)

全体の流れ

やる前に必ず、稼働中の HDD のバックアップを取っておく。
何が起きても責任は取れません！！

今回は、ブート領域の sda1 とシステム(/)の sda2 をそれぞれ RAID1 構成にしたい。
まず、新しく追加した HDD(/dev/sdb1, /dev/sdb2)のみで RAID デバイスを作成する。
次に、作成した RAID デバイスにファイルシステムを作成し、稼働中の/dev/sda からデータをコピーする。
RAID デバイスから起動できるように、/etc/fstab, GRUB の設定を行う。
最後に、現在稼働中の HDD(/dev/sda1, /dev/sda2)を RAID に組み込む。

※結果的にブート領域の sda1 を RAID にした場合、どうやってもシステムが立ち上がらなくなってしまったため、途中で RAID を解除し、システム(/)の sda2 のみ RAID1 構成としました。ですが記録のため、やったことはすべて残しておきます。

実際の作業

RAID デバイスの作成

$ sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 missing /dev/sdb1

$ sudo mdadm --create /dev/md1 --level=1 --raid-devices=2 missing /dev/sdb2

# 確認
$ cat /proc/mdstat

Personalities : [raid1] [linear] [multipath] [raid0] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10]
md0 : active raid1 sdb1[1]
      523264 blocks super 1.2 [2/1] [_U]

md1 : active raid1 sdb2[1]
      1934893056 blocks super 1.2 [2/1] [_U]
      bitmap: 15/15 pages [60KB], 65536KB chunk

unused devices: <none>

ファイルシステムの作成

$ mkfs.vfat /dev/md0

$ mkfs.ext4 -L RAID-ROOT /dev/md1

稼働中の HDD から RAID デバイスにデータをコピー

/boot/efi

$ sudo mkdir -p /mnt/new-raid/boot/efi
$ sudo mount /dev/md0 /mnt/new-raid/boot/efi
$ sudo rsync -avxHAXS --delete --progress /boot/efi/ /mnt/new-raid/boot/efi

/(root)

$ sudo mount /dev/md1 /mnt/new-raid
$ sudo rsync -avxHAXS --delete --progress / /mnt/new-raid/

MD RAID のマッピング先を固定

$ sudo mdadm --detail --scan
ARRAY /dev/md/hoge:1 metadata=1.2 name=hoge:1 UUID=06c434d3:be2cc863:fd13e1fa:84059071
ARRAY /dev/md/hoge:0 metadata=1.2 name=hoge:0 UUID=446f6e87:d0864059:df0776c2:39103420

上記を/etc/mdadm/mdadm.conf に追記。ここでの UUID は追加した HDD(/dev/sdb)のものとなっている。

fstab の編集

/dev/md0, /dev/md1 というデバイス名はシステムを再起動すると/dev/md126, /dev/md127 などに変わってしまう。そのため、それぞれの UUID を確認する。

$ sudo blkid

/dev/md0: SEC_TYPE="msdos" UUID="4731-2EAE" TYPE="vfat"
/dev/md1: LABEL="RAID-ROOT" UUID="c600bc95-84a6-42f4-9259-f05654ba5945" TYPE="ext4"

$ sudo vim /mnt/new-raid/etc/fstab

#以下を記述
UUID=4731-2EAE /boot/efi vfat umask=0077 0 1
UUID=c600bc95-84a6-42f4-9259-f05654ba5945 / ext4 errors=remount-ro 0 1

GRUB（GNU GRand Unified Bootloader）の設定

$ cd /mnt/new-raid
$ sudo mount -t proc proc proc/
$ sudo mount -t sysfs sys sys/
$ sudo mount -o bind /dev dev/
$ sudo mount -t devpts pts dev/pts/
$ sudo chroot /mnt/new-raid

$ vim etc/default/grub

# 以下の行を追加 (UUIDに/dev/md1を設定)
GRUB_CMDLINE_LINUX="root=UUID=c600bc95-84a6-42f4-9259-f05654ba5945 raid=auto"

変更を反映させる。

$ sudo update-grub

ここまで来たら、稼働中の HDD(/dev/sda)を抜いて、RAID デバイス(/dev/sdb)単体で動作するか確認する。

RAID デバイスから起動

起動せず BIOS の画面に入ってしまう・・・orz

GRUB の再インストールとか色々試したが、どうあがいても解決しないので、正常に動作する HDD(/dev/sda)で立ち上げ直し、結局ブート領域の RAID を解除した...orz

$ sudo mdadm --stop /dev/md0

sda1 の内容を sdb1 にコピー

$ sudo dd if=/dev/sda1 of=/dev/sdb1 bs=512

また、RAID-ROOT 内の fstab を編集し、boot の部分を以下のように書き変えた。

/dev/sda1 /boot/efi vfat umask=0077 0 1

再び sda を抜いて、sdb 単体で起動する。すると、 GRUB コンソールに入った。
正常に動いていた時の/boot/efi/EFI/ubuntu/grub.cfg の内容を参考に、以下を指定した。

grub> set root=(md/1)
grub> linux	/boot/vmlinuz-4.15.0-197-generic root=UUID=c600bc95-84a6-42f4-9259-f05654ba5945
grub> initrd /boot/initrd.img-4.15.0-197-generic
grub> boot

システムが立ち上がった。

$ mount

/dev/sda1 on /boot/efi type vfat (rw,relatime,fmask=0077,dmask=0077,codepage=437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,errors=remount-ro)

/dev/md1 on / type ext4 (rw,relatime,errors=remount-ro,data=ordered)

再起動したときに再び GRUB コンソールに入らないように修復する。

$ sudo grub-mkconfig -o /boot/efi/EFI/ubuntu/grub.cfg

これでとりあえず RAID デバイス単体で起動することができるようになった。(boot 領域は RAID 解除してしまったが...)

元々稼働していた HDD を RAID に組み込む

この先は後戻りできません! バックアップ漏れがないか最終確認!!

$ sudo mdadm /dev/md1 --add /dev/sda2

同期の進捗確認

$ sudo cat /proc/mdstat

Personalities : [raid1] [linear] [multipath] [raid0] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10]
md1 : active raid1 sda2[2] sdb2[1]
      1934893056 blocks super 1.2 [2/1] [_U]
      [>....................]  recovery =  0.6% (11754752/1934893056) finish=173.4min speed=184807K/sec
      bitmap: 15/15 pages [60KB], 65536KB chunk

unused devices: <none>

同期が完了したら sda, sdb が共に active sync になっているか確認

$ sudo mdadm --detail /dev/md1
/dev/md1:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Feb 10 09:34:04 2023
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1934893056 (1845.26 GiB 1981.33 GB)
     Used Dev Size : 1934893056 (1845.26 GiB 1981.33 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

     Intent Bitmap : Internal

       Update Time : Fri Feb 17 15:09:30 2023
             State : clean
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : bitmap

              Name : hoge:1  (local to host hoge)
              UUID : 06c434d3:be2cc863:fd13e1fa:84059071
            Events : 219762

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       2       8        2        0      active sync   /dev/sda2
       1       8       18        1      active sync   /dev/sdb2