Workshop Die AUDIO Musicbox bekommt ein RAID

Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten, sich gegen den Datengau auf dem NAS wirksam zu schützen. Schutz gegen Ausfall der Hardware bietet ein RAIDSystem. Regelmäßige Backups auf einen zweiten Speicher oder eine Cloud sorgen für Schutz gegen versehentliches Löschen von Dateien seitens der Anwender. In diesem Artikel wollen wir uns um den ersten Fall kümmern.

Wir waren angenehm überrascht, dass unser SelbstbauNAS, die „AUDIO Musicbox“in AUDIO 8/2020 so viel positive Resonanz bekam. Im zweiten Teil kümmern wir uns um die Datensicherheit, denn Schutz vor dem Verlust der wertvollen Musikdateien ist enorm wichtig

SPIEGELN, SPIEGLEIN ... - RAID 1, MIRROR

RAID steht für „Redundant Array of Independend Disks“, also ein Zusammenschluss mehrerer Laufwerke, die aus Sicht des Anwenders als ein einziges Laufwerk erscheinen. Ein RAID kann verschiedene Konfigurationen haben, sogenannte „ Levels“, alle Levels zu erklären würde hier zu weit führen. Um eine bessere Datensicherheit zu bekommen, interessiert uns Level 1, auch „Mirror“genannt. Dabei werden sämtliche Daten zu jedem Zeitpunkt gleichzeitig auf zwei identische Festplatten (oder SSDs) geschrieben. Die Daten existieren also automatisch doppelt. Sollte ein Datenspeicher ausfallen, ist nichts verloren, denn die Dateien befinden sich ja nochmal auf dem zweiten Laufwerk. Das Gute am RAID 1 ist gleichzeitig auch eine Gefahr, denn der Anwender bekommt vom Ausfall eines Laufwerks erst einmal gar nichts mit, das NAS läuft ganz normal weiter. Aber es kann ja passieren, dass irgendwann auch das zweite Laufwerk ausfällt, dann wären alle Daten verloren. Bei einem RAID 1 sollte man also immer mal wieder überprüfen, ob noch beide Laufwerke arbeiten. Ist eines ausgefallen, sollte man es möglichst bald austauschen. Weiterer Vorteil der RAID1- Konfiguration: Nach dem Austauschen eines defekten Laufwerks (das wiederum identisch zum noch intakten Laufwerk sein muss) lassen sich die Daten von der noch intakten Platte auf die neue, noch leere Platte übertragen. Das kann je nach Füllstand sehr lange dauern, aber irgendwann sind beide Speicher wieder auf demselben Stand. Einen Nachteil hat ein Mirror- Raid jedoch auch: Es schützt nicht vor Fehlern des Anwenders. Wenn dieser versehentlich wichtige Dateien löschen, sind diese gleichzeitig auch auf dem zweiten Laufwerk gelöscht. Wie man sich davor schützt, erfahren Sie im nächsten Teil dieses Workshops.

DIE HARDWARE

Schalten Sie den Raspi zunächst ab. Um ein USB- RAID zu erstellen, schließen Sie zwei identische USB-Speicher an die beiden blau gekennzeichneten USB- Ports des Raspi an. Das sollten möglichst USB3-SSDs oder HDDs sein. Diese bieten deutlich höhere Übertragungsraten an, als USB-2-Versionen.

1. RAID-Installation

Wir gehen davon aus, dass Sie die Punkte 1 bis einschließlich Punkt 4 (siehe

Teil 1 in AUDIO 8/2020) durchgeführt oder alternativ unser Download- Image erfolgreich auf dem Raspi installiert haben. Die NAS-Software „Open Media Vault“(kurz: OMV), die unsere AUDIO Musicbox verwendet, unterstützt grundsätzlich das Erstellen von SoftwareRAID-Systemen, dummerweise aber nicht mit USB- Laufwerken, hier erscheint nur eine lapidare Meldung „zu unzuverlässig“. Dennoch sind USB- RAIDs möglich, wir müssen es lediglich mit Bordmitteln außerhalb von OMV einrichten. Das geht über das Terminalprogramm, das wir ja schon im ersten Teil verwendet hatten. ( Windows- Anwender starten „Putty“). Verbinden Sie sich über das Terminalprogramm vom Mac (respektive Putty unter Windows) per ssh mit der Musicbox. Das geht mit dem Befehl: ‚ssh pi@audiomusicbox.local‘.

Bitte denken Sie daran, die Hochkommas nicht mit einzutippen, die Leerzeichen hingegen sind wichtig und müssen eingegeben werden.

ACHTUNG: Windows- Benutzer müssen eventuell statt „audiomusicbox.local“direkt die IP- Adresse des Raspi eingeben, weil Windows oftmals nicht in der Lage ist, lokale Hostnamen aufzulösen.

Der Raspi zeigt seine eigene IP- Adresse nach dem Booten hinter dem Kürzel „eth0:“an, wenn Sie einen Monitor anschließen. Die Adresse besteht aus vier durch Punkte getrennte Zahlen zwischen 0 und 255. Sie wird von Ihrem Router zugeteilt. Ein Beispiel: 192.168.1.110

Falls Sie das Passwort des Raspi nicht geändert haben, lautet es „audio“. Als Software- Raid verwenden wir das Tool „mdadm“. Auf unserem DownloadImage ist es praktischerweise bereits vorinstalliert, da es Teil es OMV- Pakets ist. Falls nicht, kann man es mit dem Befehl ‚sudo apt- get install mdadm‘ nachträglich installieren.

2. Alte Partitionen löschen

Nun lassen wir uns alle am Raspi angeschlossenen Laufwerke anzeigen. Das geht mit ‚lsblk‘. Wenn keine weiteren USB- Speicher angeschlossen sind, sollten die zwei identischen Speicher als „sda“und „sdb“aufgelistet werden. Beide sind vermutlich ab Werk formatiert und partitioniert und die Partitionen nennen sich „sda1“respektive „sdb1“. Diese Partitionen müssen wir zunächst entfernen. ACHTUNG, dabei werden alle Daten auf den beiden Massenspeichern unwiederbringlich gelöscht. Achten Sie bitte drauf, dass sich keine wichtigen Daten mehr auf den Speichern befinden! Es könnten mehr als eine Partition pro Laufwerk vorhanden sein, diese sind dann mit „sda2“, „sda3“, ... beziehungsweise „sdb2“, „sdb3“usw. durchnummeriert. Alle Partitionen müssen entfernt werden. Dazu nehmen wir das Systemtool „parted“, das auf jedem Raspi bereits vorhanden ist. Der Befehl zum Löschen der ersten Partition auf dem ersten USB- Speicher lautet: ‚sudo parted /dev/ sda „rm 1“‘. Analog für den zweiten Speicher lautet er: ‚sudo parted /dev/sdb „rm 1“‘ (hier müssen Sie die doppelten Anführungszeichen um „rm 1“mit eingeben!) Verfahren Sie so bitte mit allen Partitionen auf beiden Speichermedien und ändern jeweils nur die Ziffer nach dem „rm“- Befehl bis alle vorhandenen alten Partitionen auf beiden Laufwerken entfernt sind. Überprüfen Sie das wiederum mit dem Befehl ‚lsblk‘.

Nun sollten beide Speicher unformatiert und ohne Partitionen sein.

3. Neue Partitionen anlegen

Wir legen nun eine neue Partitionstabelle mit entsprechendem Partitionsschema an. Welches Schema man verwenden sollte, hängt von der Kapazität der Speicher ab. Bei HDDs oder SSDs kleiner/ gleich zwei Terabyte wäre das „msdos“, bei größeren Speichern „gpt“. Wir gehen davon aus, dass die Laufwerke je maximal zwei Terabyte Kapazität bieten. Geben Sie also die Befehle ‚sudo parted / dev/sda „mklabel msdos“‘ und ‚sudo parted /dev/sdb „mklabel msdos“‘ ein (auch hier die doppelten Anführungszeichen um „mklabel msdos“mit eingeben!)

Jetzt erzeugen wir mit dem Befehl ‚sudo parted /dev/sda „mkpart primary ext4 1M -1“‘ auf dem ersten Laufwerk eine neue Partition im EXT4- Format, die den gesamten Speicher des Laufwerks umfasst. EXT4 ist das Standardformat für Linux

Betriebsysteme. Beim zweiten Laufwerk verfahren Sie analog, geben aber statt „sda“„sdb“ein.

Nun müssen wir noch das sogenannte Raid- Flag auf beiden Partitionen setzen, damit das System erkennt, dass sie zu einem Raid-System gehören. Das erledigt der Befehl: ‚sudo parted /dev/sda „set 1 raid on“‘. Und wieder das gleiche Spiel mit „sdb“.

4. Raid aktivieren

Beide Speicher sind nun für den Betrieb eines Raid vorbereitet. Nun richten wir das Raid selber ein. Dazu geben Sie bitte folgenden Befehl ein:

‚sudo mdadm -- create /dev/md0 -- level=1 -- raid- devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1‘ Achten Sie auf die doppelten Minuszeichen, die sind wichtig! Das Raid- System ist fortan unter der Bezeichnung „md0“im System sichtbar. Das können Sie an dieser Stelle wieder mit dem Befehl „lsblk“überprüfen.

5. Dateisystem auf dem Raid erstellen

Nun fehlt noch ein Dateisystem auf dem Raid. Erst nach diesem Schritt wird das Raid für Anwendungen wie OMV als ein einziges Laufwerk „sichtbar“:

‚sudo mkfs -t ext4 /dev/md0‘

Dieser Vorgang kann je nach Kapazität und Geschwindigkeit der verwendeten Speicher einige Zeit dauern, da das Raid jetzt sämtliche Datenblöcke beider Laufwerke synchronisiert, auch wenn sich noch gar keine Daten auf dem Speicher befinden. Im Test verwendeten wir zwei magnetische Festplatten mit jeweils einem Terabyte Kapazität. Das dauerte insgesamt etwas mehr als zwei Stunden. Mit dem Befehl ‚cat /proc/mdstat‘ können Sie immer mal wieder überprüfen, wie weit der Resync-Vorgang fortgeschritten ist.

Den aktuellen Zustand des Raid können Sie jederzeit mit dem Befehl ‚sudo mdadm --detail /dev/md0‘ erfahren. Solange dort bei „State: clean“erscheint ist alles in Ordnung, das Raid arbeitet normal. Diesen Befehl sollten Sie immer mal wieder absenden, um zu erfahren, ob eines der Laufwerke Probleme macht oder ganz ausgefallen ist

6. Raid in OMV einbinden

Ab jetzt geht es weiter in der Oberfläche von OMV, denn OMV weiß nicht nichts von dem Raid. Prinzipiell gleichen sich die nun folgenden Schritte den Punkten 5 und dann 7 bis 9 (Punkt 6 können Sie auslassen) aus dem ersten Teil des Workshops. Sie müssen das Raid lediglich vorher in OMV „mounten“, also einbinden. Dazu wählen Sie in OMV in der linken Spalte den Punkt „Dateisysteme“, wählen das Laufwerk „dev/md0“aus und klicken dann oben auf „Einbinden“. Der Vorgang kann einige Zeit dauern. Wenn bei Status „Online“erscheint, können Sie wie im Teil 1 beschrieben die Freigabe erstellen sowie SMB und DLNA aktivieren.

Das war es soweit.

Viel Spaß!