RAID1 por software con mdadm en Ubuntu

RAID1 mantiene una copia idéntica de los datos en dos dispositivos. Si uno falla, el sistema puede continuar trabajando con el miembro restante mientras se sustituye y reconstruye el disco defectuoso.

La capacidad útil queda limitada por el dispositivo más pequeño. Dos discos de 500 GB proporcionan aproximadamente 500 GB utilizables, no 1 TB.

RAID1 mejora la disponibilidad, pero no reemplaza un backup. Una eliminación accidental, corrupción lógica, ransomware o error administrativo se replica en ambos discos.

Qué se va a construir

La guía creará el array /dev/md0 con dos particiones de ejemplo:

/dev/sdb1 ─┐
           ├── /dev/md0 ── ext4 ── /srv/datos
/dev/sdc1 ─┘

Los nombres /dev/sdb y /dev/sdc son ejemplos. En servidores físicos, virtuales o cloud pueden aparecer como /dev/vdb, /dev/nvme1n1 u otros nombres.

Requisitos previos

Ubuntu Server 24.04 LTS.
Dos discos vacíos de tamaño equivalente.
Acceso mediante sudo y consola alternativa.
Backup verificado de cualquier información importante.
Una ventana de mantenimiento.
Confirmación de que ninguno de los discos contiene /, /boot, swap, LVM u otro volumen en uso.

Paso 1: identificar los discos

Enumera los dispositivos con información suficiente para distinguirlos:

lsblk -e 7 -o NAME,PATH,SIZE,MODEL,SERIAL,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS
sudo blkid
findmnt /
findmnt /boot
findmnt /boot/efi

Comprueba también las firmas existentes sin modificarlas:

sudo wipefs -n /dev/sdb
sudo wipefs -n /dev/sdc

wipefs -n solo inspecciona. No utilices wipefs --all, mklabel ni mdadm --create hasta confirmar por modelo, serie y tamaño que seleccionaste los discos correctos. lsblk y wipefs permiten revisar esta información.

Paso 2: instalar mdadm

sudo apt update
sudo apt install mdadm parted
mdadm --version

Antes de avanzar, confirma que no exista otro array activo con el mismo nombre:

cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail --scan

Paso 3: crear las particiones RAID

Los siguientes comandos reemplazan las tablas de particiones de /dev/sdb y /dev/sdc. Todo dato o esquema anterior puede quedar inaccesible.

Para discos vacíos y ya verificados:

sudo parted -s /dev/sdb mklabel gpt
sudo parted -s /dev/sdb mkpart primary 1MiB 100%
sudo parted -s /dev/sdb set 1 raid on

sudo parted -s /dev/sdc mklabel gpt
sudo parted -s /dev/sdc mkpart primary 1MiB 100%
sudo parted -s /dev/sdc set 1 raid on

sudo partprobe /dev/sdb /dev/sdc

Comprueba el resultado:

lsblk -o NAME,PATH,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS /dev/sdb /dev/sdc
sudo parted /dev/sdb print
sudo parted /dev/sdc print

Deben existir /dev/sdb1 y /dev/sdc1, sin montar y con tamaños compatibles.

Si son discos reutilizados, inspecciona primero las particiones:

sudo wipefs -n /dev/sdb1
sudo wipefs -n /dev/sdc1
sudo mdadm --examine /dev/sdb1 /dev/sdc1

Elimina firmas antiguas únicamente cuando estés seguro de que no necesitas recuperar su contenido.

Paso 4: crear el RAID1

sudo mdadm --create /dev/md0 \
  --verbose \
  --level=1 \
  --raid-devices=2 \
  --metadata=1.2 \
  --name=datos \
  --bitmap=internal \
  /dev/sdb1 /dev/sdc1

--level=1 selecciona RAID1, --raid-devices=2 define sus dos miembros y el bitmap interno permite registrar bloques modificados para optimizar determinadas reconstrucciones.

Supervisa la sincronización:

watch -n 2 cat /proc/mdstat

Sal de watch con Ctrl+C cuando finalice. Después comprueba el array:

sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo mdadm --detail --test /dev/md0
echo $?

Un RAID1 sano muestra dos miembros activos y el patrón [UU]. Con --test, el código 0 indica funcionamiento normal; 1, al menos un miembro fallado; y 2, un array inutilizable. Manual de mdadm.

Paso 5: crear el sistema de archivos

mkfs.ext4 elimina cualquier sistema de archivos reconocible en /dev/md0. Ejecútalo solo sobre el array nuevo.

sudo mkfs.ext4 -L datos_raid1 /dev/md0
sudo install -d -m 0750 /srv/datos
sudo blkid /dev/md0

Conserva el UUID informado por blkid. No uses /dev/md0 directamente en fstab, ya que el nombre puede cambiar durante el ensamblado.

Paso 6: configurar el montaje persistente

Respalda /etc/fstab:

sudo cp -a /etc/fstab \
  "/etc/fstab.bak.$(date +%Y%m%d%H%M%S)"

Agrega una línea con el UUID real:

UUID=TU_UUID /srv/datos ext4 defaults 0 2

Valida y monta:

sudo findmnt --verify --verbose
sudo mount /srv/datos
findmnt /srv/datos
df -hT /srv/datos

El montaje mediante UUID es más estable y portable que depender del nombre /dev/md0. Manual de mount.

Paso 7: guardar la configuración de mdadm

Obtén la definición del array:

sudo mdadm --detail --scan

Comprueba si su UUID ya aparece en /etc/mdadm/mdadm.conf. Si no existe, agrega una sola línea ARRAY con la salida anterior. No dupliques entradas.

Actualiza el entorno de arranque:

sudo update-initramfs -u

mdadm.conf permite identificar y ensamblar el array mediante su UUID, independientemente del orden en que el kernel detecte los discos. Manual de mdadm.conf.

Paso 8: comprobar datos y persistencia

Crea un archivo de prueba y guarda su checksum:

sudo dd if=/dev/urandom \
  of=/srv/datos/prueba.bin \
  bs=1M count=32 status=progress

sudo sha256sum /srv/datos/prueba.bin \
  | sudo tee /root/prueba-raid1.sha256

Antes de reiniciar, confirma:

sudo mdadm --detail /dev/md0
cat /proc/mdstat
findmnt /srv/datos

Después del reinicio:

sudo mdadm --detail /dev/md0
cat /proc/mdstat
findmnt /srv/datos
sudo sha256sum -c /root/prueba-raid1.sha256

El resultado esperado es [UU], el punto de montaje activo y un checksum correcto.

Paso 9: probar un estado degradado

Haz esta prueba solo en un entorno aislado o durante una ventana de mantenimiento. Confirma primero cuál es el miembro que retirarás:

sudo mdadm --detail /dev/md0

Por ejemplo, para simular el fallo de /dev/sdc1:

sudo mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdc1
cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo sha256sum -c /root/prueba-raid1.sha256

El array debe aparecer como [U_] o [_U], según el miembro retirado. Los datos continúan disponibles, pero ya no existe redundancia.

Recupera el miembro de prueba:

sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdc1
sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc1
watch -n 2 cat /proc/mdstat

No reinicies ni desconectes el miembro sano durante la reconstrucción. El proceso termina cuando vuelve a mostrarse [UU].

Sustituir un disco fallado

Identifica el miembro fallado mediante mdadm --detail.
Márcalo como defectuoso si todavía aparece activo.
Retíralo del array.
Sustituye el disco y vuelve a identificarlo por modelo y serie.
Crea una partición RAID de tamaño igual o mayor que el miembro sano.
Agrega la nueva partición y espera la reconstrucción.

Ejemplo:

sudo mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdc1
sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdc1

# Tras instalar e identificar el reemplazo:
sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdc1

watch -n 2 cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail /dev/md0

No supongas que el reemplazo conservará el mismo nombre /dev/sdc. Verifica siempre su serie y tamaño antes de particionarlo.

Monitoreo y mantenimiento

sudo systemctl status mdmonitor.service
sudo mdadm --detail --test /dev/md0
cat /proc/mdstat
sudo journalctl -u mdmonitor --since today

Configura alertas reales mediante MAILADDR o un programa de notificación en mdadm.conf. Una alerta que nunca se prueba equivale a no tener monitoreo.

Problemas frecuentes

`mdadm` informa que el dispositivo está ocupado

Comprueba montajes, swap, LVM y arrays anteriores:

lsblk -f
findmnt
swapon --show
cat /proc/mdstat

No utilices --force sin comprender qué mantiene abierto el dispositivo.

El array aparece como `[U_]` o `[_U]`

Uno de los miembros falta o fue marcado como defectuoso. Consulta mdadm --detail, el journal y los errores del kernel antes de agregar o retirar discos.

El array cambia de nombre después de reiniciar

Revisa el UUID y la línea ARRAY de /etc/mdadm/mdadm.conf, elimina entradas duplicadas y vuelve a ejecutar update-initramfs -u.

El sistema de archivos no se monta

Comprueba que el array esté ensamblado, que el UUID de /etc/fstab sea correcto y que el sistema de archivos no tenga errores:

sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo blkid /dev/md0
sudo findmnt --verify --verbose

El reemplazo se agrega como spare pero no reconstruye

El array puede no estar degradado o la partición puede ser demasiado pequeña. Revisa State, Active Devices, Working Devices y Spare Devices en mdadm --detail.

Cómo retirar el RAID de forma segura

Desarmar el array no es un rollback de los datos. Si necesitas conservarlos, cópialos a otro almacenamiento y verifica el backup antes de continuar.

Cuando el volumen esté vacío y fuera de uso:

sudo umount /srv/datos
sudo mdadm --stop /dev/md0
sudo mdadm --zero-superblock /dev/sdb1 /dev/sdc1

Elimina también la entrada correspondiente de /etc/fstab y mdadm.conf, y actualiza el initramfs. --zero-superblock destruye los metadatos RAID de los miembros.

Conclusión

Un RAID1 correcto no termina con mdadm --create. También requiere identificar de forma inequívoca los discos, esperar la sincronización, montar mediante UUID, configurar el ensamblado durante el arranque y probar la recuperación ante un miembro fallado.

Dos discos en espejo con mdadm: la capacidad útil es la del disco menor, no la suma, y un disco caído se reemplaza sin perder los datos

Mantén backups externos y monitoreo activo: RAID1 permite continuar ante la falla de un disco, pero no protege frente a errores que afecten simultáneamente a ambas copias.