Un NAS avec Raid 1 sur un Raspberry Pi (clés USB)

Ce tutoriel montre comment créer un serveur NAS RAID sur un Raspberry Pi à l'aide de lecteurs flash USB, de mdadm et pour que le lecteur s'affiche comme un dossier réseau normal sur un PC.

Ce tutoriel montre comment créer une matrice RAID Linux.

• un Raspberry Pi (si possible Raspberry Pi 4 avec 4GB de RAM) :

  • avec son bloc d'alimentation micro-USB
  • Raspbian installé
  • et configuré
• des clés USB de la même taille et si possible du même fabricant.

• Mettez à jour le système et installez mdadm :

  pi@framboise:~ $ sudo apt update
  pi@framboise:~ $ sudo apt upgrade
  pi@framboise:~ $ sudo apt install mdadm

Sur un PC,

1. Insérez l'une de vos clés USB (fermez toutes les fenêtres automatiques)

   • Lancez Disques, sélectionnez le lecteur USB dans le panneau de gauche, cliquez sur l'icône d'engrenages :
   • Sélectionnez Formater la partition… et Choisissez les options suivantes :

     • Nom de volume : USB01
     • Désactivez Effacer
     • Type: NTFS
   • Cliquez sur le bouton Suivant (en haut à droite) puis sur le bouton Formater dans la fenêtre d'alerte
2. Répétez ce processus pour chaque clé USB à utiliser en incrémentant le nom : USB02, USB03, etc.
3. Insérez vos clés USB dans votre Raspberry Pi, peu importe dans quelle prise USB.
4. Trouvez les points de montage pour chaque lecteur :

   pi@framboise:~ $ lsblk -f
   NAME        FSTYPE LABEL  UUID                                 FSAVAIL FSUSE% MOUNTPOINT
   sda                                                                           
   └─sda1      ntfs   USB01  2A32D9AE01C69BE5                                    
   sdb                                                                           
   └─sdb1      ntfs   USB02  4B861C0D7BE397AD                                    
   ...

   Le plus souvent, ce sera : /dev/sda1, /dev/sdb1, /dev/sdc1 et /dev/sdd1

Entrez le code suivant pour configurer deux disques USB ou plus dans une matrice RAID-0 hautes performances en parallèle, en remplaçant –raid-devices=X par le nombre de disques que vous utilisez et /dev/sda1 /dev/sdb1 par vos points de montage :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --create --verbose /dev/md/vol1 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1

Avec 4 disques dans la matrice RAID-0, le code serait le suivant :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --create --verbose /dev/md/vol1 --level=0 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

Pour configurer une matrice RAID-1 redondante avec deux disques, entrez le code suivant :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --create --verbose /dev/md/vol1 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1
mdadm: partition table exists on /dev/sda1
mdadm: partition table exists on /dev/sda1 but will be lost or
       meaningless after creating array
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
    may not be suitable as a boot device.  If you plan to
    store '/boot' on this device please ensure that
    your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
    --metadata=0.90
mdadm: partition table exists on /dev/sdb1
mdadm: partition table exists on /dev/sdb1 but will be lost or
       meaningless after creating array
mdadm: size set to 262011904K
mdadm: automatically enabling write-intent bitmap on large array
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md/vol1 started.
pi@framboise:~ $ 

Pour configurer un RAID-4 redondant, un RAID-5 avec trois disques ou une matrice RAID-6 avec quatre disques, utilisez le code suivant, en remplaçant –level=X par le niveau RAID souhaité :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --create --verbose /dev/md/vol1 --level=4 --raid-devices=3 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1

Pour une matrice RAID-5 utilisant trois disques et un disque de secours :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --create --verbose /dev/md/vol1 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 --spare-devices=1 /dev/sdd1

Pour configurer un RAID-10 rapide et redondant (également appelé RAID-1 + 0 imbriqué), utilisez le code suivant :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --create --verbose /dev/md/vol1 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1

Pour plus d'informations sur les matrices RAID complexes, consultez le wiki mdadm.

Confirmez que la création de votre matrice RAID s'est bien passée :

pi@framboise:~ $ sudo mdadm --detail /dev/md/vol1
/dev/md/vol1:
           Version : 1.2
     Creation Time : Tue Sep  1 10:56:07 2020
        Raid Level : raid1
        Array Size : 262011904 (249.87 GiB 268.30 GB)
     Used Dev Size : 262011904 (249.87 GiB 268.30 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

     Intent Bitmap : Internal

       Update Time : Tue Sep  1 11:01:15 2020
             State : clean, resyncing 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : bitmap

     Resync Status : 1% complete

              Name : framboise4:vol1  (local to host framboise4)
              UUID : 00cf86a6:2203941c:858016c8:7ed99f38
            Events : 61

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8        1        0      active sync   /dev/sda1
       1       8       17        1      active sync   /dev/sdb1

Raspbian ne nous laisse pas enregistrer la matrice RAID en tant que user:pi, même en utilisant sudo.

Passez donc temporairement en compte root puis enregistrez la matrice RAID et vérifiez le contenu du fichier /etc/mdadm/mdadm.conf (n'oubliez pas de sortir du mode root !) :

pi@framboise:~ $ sudo -i
root@framboise:~# mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf
root@framboise:~# mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf
root@framboise:~# nano /etc/mdadm/mdadm.conf
root@framboise:~# exit
pi@framboise:~ $ 

Nous utiliserons le système de fichiers EXT4 car c'est le meilleur choix pour notre matrice RAID.

pi@framboise:~ $ sudo mkfs.ext4 -v -m .1 -b 4096 -E stride=32,stripe-width=64 /dev/md/vol1
mke2fs 1.44.5 (15-Dec-2018)
Found a dos partition table in /dev/md/vol1
Proceed anyway? (y,N) y
fs_types for mke2fs.conf resolution: 'ext4'
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=32 blocks, Stripe width=64 blocks
16375808 inodes, 65502976 blocks
65502 blocks (0.10%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2214592512
1999 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Filesystem UUID: ae18d5bc-909d-4e1e-b4bc-4d68192592a6
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208, 
	4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (262144 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
pi@framboise:~ $ 

sudo mkfs.ext4 -v -m .1 -b 4096 -E stride=32,stripe-width=64 /dev/md/vol1 (replace /dev/md/vol1 with your RAID array name)

Ce code produit un système de fichiers EXT4 avec :

• taille de bloc = 4096 ko
• stride = 32
• stripe-width = 64
• et laissera 1% libre pour éviter les problèmes de débordement
• and will leave 1% free so it won’t fill up and cause issues

L'opération prend une ou deux minutes.

Maintenant, montez le système de fichiers pour y accéder :

pi@framboise:~ $ sudo mount /dev/md/vol1 /media/nas/
mount: /media/nas: wrong fs type, bad option, bad superblock on /dev/md127, missing codepage or helper program, or other error.
pi@framboise:~ $ 

Ne se monte pas !

• (en) https://www.ricmedia.com/build-raspberry-pi3-raid-nas-server/

Basé sur « Build a Raspberry Pi RAID NAS Server » par Richie.