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USBメモリでRAID 5を構築（１）
参照：RAID - ArchWiki
Raspberry Pi 3で、USBメモリ3本使ってRAID 5を構築した際の作業メモ
Raspberry Pi 3を省電力ファイルサーバとして使うべく、USBメモリを3本使ってRAID 5を構築してみました。その際の作業メモを残しておこうと思います。ただ、長いので少しづつ書きますね。（最後の方は忘れてて内容がイイカゲンになるかも^^;）
基本的な手順は以下のようになります。
- USBメモリのデバイス名を調べる
- パーティションの再設定
- デバイス名の固定
- mdadmのインストール
- RAIDアレイの構築
- RAIDアレイの構成情報記録
- ファイルシステムの作成
- マウント設定
- 再起動（動作確認）
- 監視と通知の設定
- USBメモリのエージング（USBメモリの寿命差を作る。これは数ヵ月後に作業予定）
OSはRaspbian Jessie。作業はすべてrootユーザになって行います。
先ず、USBメモリをUSBポートに挿す前に/dev/sd* を調べておきます。USBポートにUSBメモリを挿していない状態では、/dev/sd* は存在していない筈ですので、
# ls /dev/sd*
ls: /dev/sd* にアクセスできません: そのようなファイルやディレクトリはありません
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となります。既に外付けHDD等を繋いでいる場合は、それのデバイスが表示されますので、それを憶えておきます。
次に、USBポートにUSBメモリを挿し、再び/dev/sd*が存在するか（または、増えたデバイスがあるか）調べます。
# ls /dev/sd*
/dev/sda /dev/sda1
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/dev/sda, /dev/sda1が現われました。これが今USBポートに挿したUSBメモリのデバイスですね。fdiskコマンドで見てみます。
# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 58.9 GiB, 63199772672 bytes, 123437056 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x00000000
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 64 123437055 123436992 58.9G c W95 FAT32 (LBA)
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購入したUSBメモリのサイズ、FAT32でフォーマットされている事から、/dev/sdaで間違いありません。
現在のFAT32にフォーマットされているパーティションを削除して、RAID用のパーティションに設定しなおします。パーティションの削除、設定にはfdiskコマンドを使います。
# fdisk /dev/sda
Welcome to fdisk (util-linux 2.25.2).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Command (m for help): d ←パーティションの削除
Selected partition 1
Partition 1 has been deleted.
Command (m for help): n ←パーティションの追加
Partition type
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended (container for logical partitions)
Select (default p): ←プライマリパーティションを指定（default. 何も入力せずEnter）
Using default response p.
Partition number (1-4, default 1): 1 ←1番目のパーティションを指定
First sector (2048-123437055, default 2048): ←開始セクタ（default. 何も入力せずEnter）
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-123437055, default 123437055): ←終了セクタ（default. 何も入力せずEnter）
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 58.9 GiB. ★パーティションが作成された
Command (m for help): l ←パーティションタイプの一覧表示
0 Empty 24 NEC DOS 81 Minix / old Lin bf Solaris
1 FAT12 27 Hidden NTFS Win 82 Linux swap / So c1 DRDOS/sec (FAT-
2 XENIX root 39 Plan 9 83 Linux c4 DRDOS/sec (FAT-
3 XENIX usr 3c PartitionMagic 84 OS/2 hidden C: c6 DRDOS/sec (FAT-
4 FAT16 <32M 40 Venix 80286 85 Linux extended c7 Syrinx
5 Extended 41 PPC PReP Boot 86 NTFS volume set da Non-FS data
6 FAT16 42 SFS 87 NTFS volume set db CP/M / CTOS / .
7 HPFS/NTFS/exFAT 4d QNX4.x 88 Linux plaintext de Dell Utility
8 AIX 4e QNX4.x 2nd part 8e Linux LVM df BootIt
9 AIX bootable 4f QNX4.x 3rd part 93 Amoeba e1 DOS access
a OS/2 Boot Manag 50 OnTrack DM 94 Amoeba BBT e3 DOS R/O
b W95 FAT32 51 OnTrack DM6 Aux 9f BSD/OS e4 SpeedStor
c W95 FAT32 (LBA) 52 CP/M a0 IBM Thinkpad hi eb BeOS fs
e W95 FAT16 (LBA) 53 OnTrack DM6 Aux a5 FreeBSD ee GPT
f W95 Ext'd (LBA) 54 OnTrackDM6 a6 OpenBSD ef EFI (FAT-12/16/
10 OPUS 55 EZ-Drive a7 NeXTSTEP f0 Linux/PA-RISC b
11 Hidden FAT12 56 Golden Bow a8 Darwin UFS f1 SpeedStor
12 Compaq diagnost 5c Priam Edisk a9 NetBSD f4 SpeedStor
14 Hidden FAT16 <3 61 SpeedStor ab Darwin boot f2 DOS secondary
16 Hidden FAT16 63 GNU HURD or Sys af HFS / HFS+ fb VMware VMFS
17 Hidden HPFS/NTF 64 Novell Netware b7 BSDI fs fc VMware VMKCORE
18 AST SmartSleep 65 Novell Netware b8 BSDI swap fd Linux raid auto
1b Hidden W95 FAT3 70 DiskSecure Mult bb Boot Wizard hid fe LANstep
1c Hidden W95 FAT3 75 PC/IX be Solaris boot ff BBT
1e Hidden W95 FAT1 80 Old Minix
Command (m for help): t ←パーティションタイプを変更
Selected partition 1
Hex code (type L to list all codes): fd ←Linux raid autoを指定
Changed type of partition 'Linux' to 'Linux raid autodetect'. ★RAIDパーティションタイプに変更された
Command (m for help): w ←パーティションテーブルに書き込んで終了
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
#
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確認してみます。
# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 58.9 GiB, 63199772672 bytes, 123437056 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x00000000
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 2048 123437055 123435008 58.9G fd Linux raid autodetect
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このように表示されればOK。同様に、他のUSBメモリもUSBポートに挿してパーティションを作成していきます。
/dev/sd* というデバイス名は、OSがデバイスを認識した順に割り振られるらしく、再起動やUSBメモリの抜き差しでデバイス名が変わってしまうことがあります。デバイス名が変わるとRAID構成が崩れてしまうそうなので、udev機能で各USBメモリ固有のデバイス名を付けてデバイス名を固定します。
でも、この作業が本当に必要なのか、イマイチ分かってません。と言うのも、後で構築されたRAIDアレイの情報を見る（mdadm --detail /dev/md0）と、構成デバイス名は /dev/sd* の方で表示されていますし、構成情報にはUUIDで記録されている様子だからです。
- デバイスの情報を取得する
"udevadm info -a -n /dev/sda"でデバイスの詳細な情報が表示されますが、出力される量があまりに多い(*1)。とりあえずシリアル番号で固定する方針で、serialだけを抽出します。
# udevadm info -a -n /dev/sda | grep serial
ATTRS{serial}=="55WWWN4CFK04UUMU"
ATTRS{serial}=="3f980000.usb"
# udevadm info -a -n /dev/sdb | grep serial
ATTRS{serial}=="55F61HE3NQYMG17D"
ATTRS{serial}=="3f980000.usb"
# udevadm info -a -n /dev/sdc | grep serial
ATTRS{serial}=="55F6ZK9OLK1G4LEA"
ATTRS{serial}=="3f980000.usb"
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- udevのルールファイルを作る
udevのルールファイルは"/etc/udev/rules.d"配下に置きます。
# cd /etc/udev/rules.d
# ls -l
-rw-r--r-- 1 root root 114 3月 18 17:45 40-scratch.rules
-rw-r--r-- 1 root root 983 3月 21 22:43 99-com.rules
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上記のように、既に２つのファイルがありますが、これらを編集するのではなく、新しいファイルを追加します。先頭の数字は優先順位ですので、一番最後に追加されるよう、例えば"99-usbmem.rules"という名前のファイルを任意のエディタ（以下ではviを使用）で作成します。
ファイルの内容は、
KERNEL=="sd*", SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{serial}=="55WWWN4CFK04UUMU", SYMLINK+="usbma%n"
KERNEL=="sd*", SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{serial}=="55F61HE3NQYMG17D", SYMLINK+="usbmb%n"
KERNEL=="sd*", SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{serial}=="55F6ZK9OLK1G4LEA", SYMLINK+="usbmc%n"
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こんな感じ。
- USBメモリを一旦抜き、再び挿してシンボリックリンクが作成されるか確認する
# ls -l /dev/usbm*
lrwxrwxrwx 1 root root 3 7月 30 10:52 /dev/usbma -> sda
lrwxrwxrwx 1 root root 4 7月 30 10:52 /dev/usbma1 -> sda1
lrwxrwxrwx 1 root root 3 7月 30 10:52 /dev/usbmb -> sdb
lrwxrwxrwx 1 root root 4 7月 30 10:52 /dev/usbmb1 -> sdb1
lrwxrwxrwx 1 root root 3 7月 30 10:52 /dev/usbmc -> sdc
lrwxrwxrwx 1 root root 4 7月 30 10:52 /dev/usbmc1 -> sdc1
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ちゃんと作成されていますね。もしUSBメモリが壊れても、"/etc/udev/rules.d/99-usbmem.rules"を書き換えれば、同じデバイス名でアクセスできるようになる（と思う）。
[続く]
(*1)：udevadmで表示された全情報。色々と興味深い情報が表示されてます。ATTRS{bMaxPower}=="300mA"って、このUSBメモリは最大300mAを要求してるってことかい？
# udevadm info -a -n /dev/sda
Udevadm info starts with the device specified by the devpath and then
walks up the chain of parent devices. It prints for every device
found, all possible attributes in the udev rules key format.
A rule to match, can be composed by the attributes of the device
and the attributes from one single parent device.
looking at device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5/1-1.5.4/1-1.5.4:1.0/host1/target1:0:0/1:0:0:0/block/sda':
KERNEL=="sda"
SUBSYSTEM=="block"
DRIVER==""
ATTR{ro}=="0"
ATTR{size}=="123437056"
ATTR{stat}==" 341 0 5376 220 2 0 8 0 0 190 220"
ATTR{range}=="16"
ATTR{discard_alignment}=="0"
ATTR{events}=="media_change"
ATTR{ext_range}=="256"
ATTR{events_poll_msecs}=="2000"
ATTR{alignment_offset}=="0"
ATTR{inflight}==" 0 0"
ATTR{removable}=="1"
ATTR{capability}=="51"
ATTR{events_async}==""
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5/1-1.5.4/1-1.5.4:1.0/host1/target1:0:0/1:0:0:0':
KERNELS=="1:0:0:0"
SUBSYSTEMS=="scsi"
DRIVERS=="sd"
ATTRS{rev}=="1100"
ATTRS{type}=="0"
ATTRS{scsi_level}=="7"
ATTRS{model}=="Transcend 64GB "
ATTRS{state}=="running"
ATTRS{queue_type}=="none"
ATTRS{iodone_cnt}=="0x77e"
ATTRS{iorequest_cnt}=="0x77e"
ATTRS{device_busy}=="0"
ATTRS{evt_capacity_change_reported}=="0"
ATTRS{timeout}=="30"
ATTRS{evt_media_change}=="0"
ATTRS{max_sectors}=="240"
ATTRS{ioerr_cnt}=="0x7"
ATTRS{queue_depth}=="1"
ATTRS{vendor}=="JetFlash"
ATTRS{evt_soft_threshold_reached}=="0"
ATTRS{device_blocked}=="0"
ATTRS{evt_mode_parameter_change_reported}=="0"
ATTRS{evt_lun_change_reported}=="0"
ATTRS{evt_inquiry_change_reported}=="0"
ATTRS{iocounterbits}=="32"
ATTRS{inquiry}==""
ATTRS{eh_timeout}=="10"
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5/1-1.5.4/1-1.5.4:1.0/host1/target1:0:0':
KERNELS=="target1:0:0"
SUBSYSTEMS=="scsi"
DRIVERS==""
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5/1-1.5.4/1-1.5.4:1.0/host1':
KERNELS=="host1"
SUBSYSTEMS=="scsi"
DRIVERS==""
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5/1-1.5.4/1-1.5.4:1.0':
KERNELS=="1-1.5.4:1.0"
SUBSYSTEMS=="usb"
DRIVERS=="usb-storage"
ATTRS{bInterfaceClass}=="08"
ATTRS{bInterfaceSubClass}=="06"
ATTRS{bInterfaceProtocol}=="50"
ATTRS{bNumEndpoints}=="02"
ATTRS{authorized}=="1"
ATTRS{supports_autosuspend}=="1"
ATTRS{bAlternateSetting}==" 0"
ATTRS{bInterfaceNumber}=="00"
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5/1-1.5.4':
KERNELS=="1-1.5.4"
SUBSYSTEMS=="usb"
DRIVERS=="usb"
ATTRS{bDeviceSubClass}=="00"
ATTRS{bDeviceProtocol}=="00"
ATTRS{devpath}=="1.5.4"
ATTRS{idVendor}=="8564"
ATTRS{speed}=="480"
ATTRS{bNumInterfaces}==" 1"
ATTRS{bConfigurationValue}=="1"
ATTRS{bMaxPacketSize0}=="64"
ATTRS{busnum}=="1"
ATTRS{devnum}=="6"
ATTRS{configuration}==""
ATTRS{bMaxPower}=="300mA"
ATTRS{authorized}=="1"
ATTRS{bmAttributes}=="80"
ATTRS{bNumConfigurations}=="1"
ATTRS{maxchild}=="0"
ATTRS{bcdDevice}=="1100"
ATTRS{avoid_reset_quirk}=="0"
ATTRS{quirks}=="0x0"
ATTRS{serial}=="55WWWN4CFK04UUMU"
ATTRS{version}==" 2.10"
ATTRS{urbnum}=="4531"
ATTRS{ltm_capable}=="no"
ATTRS{manufacturer}=="JetFlash"
ATTRS{removable}=="unknown"
ATTRS{idProduct}=="1000"
ATTRS{bDeviceClass}=="00"
ATTRS{product}=="Mass Storage Device"
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1/1-1.5':
KERNELS=="1-1.5"
SUBSYSTEMS=="usb"
DRIVERS=="usb"
ATTRS{bDeviceSubClass}=="00"
ATTRS{bDeviceProtocol}=="01"
ATTRS{devpath}=="1.5"
ATTRS{idVendor}=="1a40"
ATTRS{speed}=="480"
ATTRS{bNumInterfaces}==" 1"
ATTRS{bConfigurationValue}=="1"
ATTRS{bMaxPacketSize0}=="64"
ATTRS{busnum}=="1"
ATTRS{devnum}=="4"
ATTRS{configuration}==""
ATTRS{bMaxPower}=="100mA"
ATTRS{authorized}=="1"
ATTRS{bmAttributes}=="e0"
ATTRS{bNumConfigurations}=="1"
ATTRS{maxchild}=="4"
ATTRS{bcdDevice}=="0111"
ATTRS{avoid_reset_quirk}=="0"
ATTRS{quirks}=="0x0"
ATTRS{version}==" 2.00"
ATTRS{urbnum}=="80"
ATTRS{ltm_capable}=="no"
ATTRS{removable}=="removable"
ATTRS{idProduct}=="0101"
ATTRS{bDeviceClass}=="09"
ATTRS{product}=="USB 2.0 Hub"
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1/1-1':
KERNELS=="1-1"
SUBSYSTEMS=="usb"
DRIVERS=="usb"
ATTRS{bDeviceSubClass}=="00"
ATTRS{bDeviceProtocol}=="02"
ATTRS{devpath}=="1"
ATTRS{idVendor}=="0424"
ATTRS{speed}=="480"
ATTRS{bNumInterfaces}==" 1"
ATTRS{bConfigurationValue}=="1"
ATTRS{bMaxPacketSize0}=="64"
ATTRS{busnum}=="1"
ATTRS{devnum}=="2"
ATTRS{configuration}==""
ATTRS{bMaxPower}=="2mA"
ATTRS{authorized}=="1"
ATTRS{bmAttributes}=="e0"
ATTRS{bNumConfigurations}=="1"
ATTRS{maxchild}=="5"
ATTRS{bcdDevice}=="0200"
ATTRS{avoid_reset_quirk}=="0"
ATTRS{quirks}=="0x0"
ATTRS{version}==" 2.00"
ATTRS{urbnum}=="43"
ATTRS{ltm_capable}=="no"
ATTRS{removable}=="unknown"
ATTRS{idProduct}=="9514"
ATTRS{bDeviceClass}=="09"
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb/usb1':
KERNELS=="usb1"
SUBSYSTEMS=="usb"
DRIVERS=="usb"
ATTRS{bDeviceSubClass}=="00"
ATTRS{bDeviceProtocol}=="01"
ATTRS{devpath}=="0"
ATTRS{idVendor}=="1d6b"
ATTRS{speed}=="480"
ATTRS{bNumInterfaces}==" 1"
ATTRS{bConfigurationValue}=="1"
ATTRS{bMaxPacketSize0}=="64"
ATTRS{authorized_default}=="1"
ATTRS{busnum}=="1"
ATTRS{devnum}=="1"
ATTRS{configuration}==""
ATTRS{bMaxPower}=="0mA"
ATTRS{authorized}=="1"
ATTRS{bmAttributes}=="e0"
ATTRS{bNumConfigurations}=="1"
ATTRS{maxchild}=="1"
ATTRS{interface_authorized_default}=="1"
ATTRS{bcdDevice}=="0404"
ATTRS{avoid_reset_quirk}=="0"
ATTRS{quirks}=="0x0"
ATTRS{serial}=="3f980000.usb"
ATTRS{version}==" 2.00"
ATTRS{urbnum}=="25"
ATTRS{ltm_capable}=="no"
ATTRS{manufacturer}=="Linux 4.4.16-v7+ dwc_otg_hcd"
ATTRS{removable}=="unknown"
ATTRS{idProduct}=="0002"
ATTRS{bDeviceClass}=="09"
ATTRS{product}=="DWC OTG Controller"
looking at parent device '/devices/platform/soc/3f980000.usb':
KERNELS=="3f980000.usb"
SUBSYSTEMS=="platform"
DRIVERS=="dwc_otg"
ATTRS{hnp}=="HstNegScs = 0x0"
ATTRS{srp}=="SesReqScs = 0x1"
ATTRS{regvalue}=="invalid offset"
ATTRS{hsic_connect}=="HSIC Connect = 0x1"
ATTRS{guid}=="GUID = 0x2708a000"
ATTRS{mode}=="Mode = 0x1"
ATTRS{srpcapable}=="SRPCapable = 0x1"
ATTRS{regdump}=="Register Dump"
ATTRS{gpvndctl}=="GPVNDCTL = 0x00000000"
ATTRS{ggpio}=="GGPIO = 0x00000000"
ATTRS{hprt0}=="HPRT0 = 0x00001005"
ATTRS{wr_reg_test}=="Time to write GNPTXFSIZ reg 10000000 times: 350 msecs (35 jiffies)"
ATTRS{driver_override}=="(null)"
ATTRS{hcd_frrem}=="HCD Dump Frame Remaining"
ATTRS{mode_ch_tim_en}=="Mode Change Ready Timer Enable = 0x0"
ATTRS{gnptxfsiz}=="GNPTXFSIZ = 0x01000306"
ATTRS{remote_wakeup}=="Remote Wakeup Sig = 0 Enabled = 0 LPM Remote Wakeup = 0"
ATTRS{busconnected}=="Bus Connected = 0x1"
ATTRS{hcddump}=="HCD Dump"
ATTRS{gotgctl}=="GOTGCTL = 0x001c0001"
ATTRS{spramdump}=="SPRAM Dump"
ATTRS{grxfsiz}=="GRXFSIZ = 0x00000306"
ATTRS{gsnpsid}=="GSNPSID = 0x4f54280a"
ATTRS{gusbcfg}=="GUSBCFG = 0x20001700"
ATTRS{hptxfsiz}=="HPTXFSIZ = 0x02000406"
ATTRS{devspeed}=="Device Speed = 0x0"
ATTRS{fr_interval}=="Frame Interval = 0x1d4c"
ATTRS{rem_wakeup_pwrdn}==""
ATTRS{bussuspend}=="Bus Suspend = 0x0"
ATTRS{buspower}=="Bus Power = 0x1"
ATTRS{hnpcapable}=="HNPCapable = 0x1"
ATTRS{rd_reg_test}=="Time to read GNPTXFSIZ reg 10000000 times: 800 msecs (80 jiffies)"
ATTRS{enumspeed}=="Device Enumeration Speed = 0x1"
ATTRS{inv_sel_hsic}=="Invert Select HSIC = 0x0"
ATTRS{regoffset}=="0xffffffff"
looking at parent device '/devices/platform/soc':
KERNELS=="soc"
SUBSYSTEMS=="platform"
DRIVERS==""
ATTRS{driver_override}=="(null)"
looking at parent device '/devices/platform':
KERNELS=="platform"
SUBSYSTEMS==""
DRIVERS==""
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