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Niclas Börlin
Asked: 2020-12-15 00:59:59 +0800 CST

在具有 UEFI BIOS 的机器上安装具有 RAID 1 和 LVM 的 Ubuntu 20.04 桌面

  • 772

我有一台带有 UEFI BIOS 的机器。我想在 RAID 1 上安装带有 LVM 的 Ubuntu 20.04 桌面，因此即使其中一个驱动器发生故障，我的系统也将继续工作。我还没有找到一个HOWTO。20.04 桌面安装程序支持 LVM 但不支持 RAID。这个问题的答案描述了 18.04 的过程。但是，20.04 不提供备用服务器安装程序。这个问题和这个问题的答案描述了 RAID 但不是 LVM 或 UEFI。有没有人有一个适用于 20.04 的进程，在 UEFI 机器的 RAID 1 之上使用 LVM？

system-installation lvm raid uefi 20.04

2 个回答

  1. Best Answer

    经过几周的试验并在此链接的帮助下，我终于找到了一个可行的解决方案。以下序列是使用 Ubuntu 20.04.2.0 LTS 执行的。我也在虚拟机中成功完成了 21.04.0 的过程。（但是，请注意，Ubuntu 21.04 和一些较旧的 UEFI 系统存在问题。

    简而言之

    1. 下载并启动 Ubuntu Live for 20.04。
    2. 设置 mdadm 和 lvm。
    3. 运行 Ubuntu 安装程序，但不要重新启动。
    4. 将 mdadm 添加到目标系统。
    5. 将 EFI 分区克隆到第二个驱动器。
    6. 将第二个 EFI 分区安装到 UEFI 引导链中。
    7. 重启

    详细地

    1. 下载安装程序并启动进入 Ubuntu Live

    1.1 下载

    • 从https://ubuntu.com/download/desktop下载 Ubuntu 桌面安装程序并将其放到可启动媒体上。（截至 2021 年 12 月 13 日，iso 被称为 ubuntu-20.04.3-desktop-amd64.iso。）

    1.2 启动 Ubuntu Live

    • 从步骤 1.1 启动到媒体。
    • 选择Try Ubuntu。
    • 按 Ctrl-Alt-T 启动终端。应在该终端中输入以下命令。

    2.设置mdadm和lvm

    在下面的示例中，磁盘设备被称为/dev/sda和/dev/sdb。如果您的磁盘被称为其他名称，例如/dev/nvme0n1and /dev/sdb，您应该相应地替换磁盘名称。您可以使用sudo lsblk来查找磁盘的名称。

    2.0 安装ssh服务器

    如果您不想键入以下所有命令，则可以安装希望通过 ssh 登录并剪切并粘贴命令。

    • 安装

      sudo apt install openssh-server

    • 设置密码以启用外部登录

      passwd

    • 如果您在虚拟机中对此进行测试，您可能需要转发一个合适的端口。选择Settings、Network、Advanced、Port forwarding和加号。输入，例如，3022作为Host Port和22作为访客端口，然后按OK。或者从您的主机系统的命令行（将 VMNAME 替换为您的虚拟机的名称）：

      VBoxManage modifyvm VMNAME --natpf1 "ssh,tcp,,3022,,22"
VBoxManage showvminfo VMNAME | grep 'Rule'

    现在，您应该可以使用外部计算机登录到您的 Ubuntu Live 会话

    ssh <hostname> -l ubuntu

    或者，如果您在 上的虚拟机上进行测试localhost，

    ssh localhost -l ubuntu -p 3022

    以及您在上面设置的密码。

    2.1 在物理磁盘上创建分区

    • 将分区表归零

      sudo sgdisk -Z /dev/sda
sudo sgdisk -Z /dev/sdb

    • 在每个驱动器上创建两个分区；一个用于 EFI，一个用于 RAID 设备。

      sudo sgdisk -n 1:0:+512M -t 1:ef00 -c 1:"EFI System" /dev/sda
sudo sgdisk -n 2:0:0 -t 2:fd00 -c 2:"Linux RAID" /dev/sda
sudo sgdisk -n 1:0:+512M -t 1:ef00 -c 1:"EFI System" /dev/sdb
sudo sgdisk -n 2:0:0 -t 2:fd00 -c 2:"Linux RAID" /dev/sdb

    • 为第一个驱动器上的 EFI 分区创建一个 FAT32 系统。（稍后将克隆到第二个驱动器。）

      sudo mkfs.fat -F 32 /dev/sda1

    2.2 安装 mdadm 并创建 md 设备

    安装mdadm

      sudo apt-get update
  sudo apt-get install mdadm

    创建 md 设备。忽略有关元数据的警告，因为该阵列不会用作引导设备。

      sudo mdadm --create /dev/md0 --bitmap=internal --level=1 --raid-disks=2 /dev/sda2 /dev/sdb2

    检查 md 设备的状态。

    $ cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid1] 
md0 : active raid1 sdb2[1] sda2[0]
      1047918528 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
      [>....................]  resync =  0.0% (1001728/1047918528) finish=69.6min speed=250432K/sec
      bitmap: 8/8 pages [32KB], 65536KB chunk

unused devices: <none>

    在这种情况下，设备正在同步磁盘，这是正常的，可能会在下面的过程中继续在后台进行。

    2.4 对md设备进行分区

      sudo sgdisk -Z /dev/md0
  sudo sgdisk -n 1:0:0 -t 1:E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928 -c 1:"Linux LVM" /dev/md0

    /dev/md0p1这会在设备上创建一个单独的分区/dev/md0。UUID 字符串标识分区是 LVM 分区。

    2.3 创建LVM设备

    • 在 md 设备上创建物理卷

      sudo pvcreate /dev/md0p1

    • 在物理卷上创建卷组

      sudo vgcreate vg0 /dev/md0p1

    • 在新卷组上创建逻辑卷（分区）。下面的尺寸和名称是我的选择。你可能会做出不同的决定。

      sudo lvcreate -Z y -L 25GB --name root vg0
sudo lvcreate -Z y -L 10GB --name tmp vg0
sudo lvcreate -Z y -L 5GB --name var vg0
sudo lvcreate -Z y -L 10GB --name varlib vg0
sudo lvcreate -Z y -L 200GB --name home vg0

    现在，分区已准备好用于 Ubuntu 安装程序。

    3.运行安装程序

    • 双击Install Ubuntu 20.04.2.0 LTS新计算机桌面上的图标。（不要通过任何 ssh 连接启动安装程序！）
    • 回答语言和键盘问题。
    • 在Installation type页面上，选择Something else。（这是重要的部分。）这将为您提供一个名为/dev/mapper/vg0-home等的分区列表。
    • 双击以 开头的每个分区/dev/mapper/vg0-。选择Use as: Ext4，选中该Format the partition框，然后选择适当的挂载点（/for vg0-root、/homeforvg0-home等、/var/libfor vg0-varlib）。
    • /dev/sda为引导加载程序选择第一个设备。
    • 按Install Now并继续安装。
    • 安装完成后，选择Continue Testing。

    在终端中，运行lsblk. 输出应该是这样的：

    $ lsblk
NAME               MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
...
sda                  8:0    0  1000G  0 disk  
├─sda1               8:1    0   512M  0 part  
└─sda2               8:2    0 999.5G  0 part  
  └─md0              9:0    0 999.4G  0 raid1 
    └─md0p1        259:0    0 999.4G  0 part  
      ├─vg0-root   253:0    0    25G  0 lvm   /target
      ├─vg0-tmp    253:1    0    10G  0 lvm   
      ├─vg0-var    253:2    0     5G  0 lvm   
      ├─vg0-varlib 253:3    0    10G  0 lvm   
      └─vg0-home   253:4    0   200G  0 lvm   
sdb                  8:16   0  1000G  0 disk  
├─sdb1               8:17   0   512M  0 part  
└─sdb2               8:18   0 999.5G  0 part  
  └─md0              9:0    0 999.4G  0 raid1 
    └─md0p1        259:0    0 999.4G  0 part  
      ├─vg0-root   253:0    0    25G  0 lvm   /target
      ├─vg0-tmp    253:1    0    10G  0 lvm   
      ├─vg0-var    253:2    0     5G  0 lvm   
      ├─vg0-varlib 253:3    0    10G  0 lvm   
      └─vg0-home   253:4    0   200G  0 lvm   
...

    如您所见，安装程序将已安装的系统根目录挂载到/target. 但是，未安装其他分区。更重要的mdadm是，尚未安装系统的一部分。

    4.将mdadm添加到目标系统

    4.1 chroot进入目标系统

    首先，我们必须挂载未挂载的分区：

    sudo mount /dev/mapper/vg0-home /target/home
sudo mount /dev/mapper/vg0-tmp /target/tmp
sudo mount /dev/mapper/vg0-var /target/var
sudo mount /dev/mapper/vg0-varlib /target/var/lib

    接下来，绑定一些设备，准备chroot...

    cd /target
sudo mount --bind /dev dev 
sudo mount --bind /proc proc
sudo mount --bind /sys sys

    ...并chroot进入目标系统。

    sudo chroot .

    4.2 更新目标系统

    现在我们在目标系统内部。安装mdadm

    apt install mdadm

    如果出现 dns 错误，请执行

    echo "nameserver 1.1.1.1" >> /etc/resolv.conf

    并重复

    apt install mdadm

    您可以忽略任何有关管道泄漏的警告。

    检查配置文件/etc/mdadm/mdadm.conf。它应该在结尾附近包含一条线，类似于

    ARRAY /dev/md/0 metadata=1.2 UUID=7341825d:4fe47c6e:bc81bccc:3ff016b6 name=ubuntu:0

    删除name=...部分以使该行看起来像

    ARRAY /dev/md/0 metadata=1.2 UUID=7341825d:4fe47c6e:bc81bccc:3ff016b6

    更新内核应在启动时加载的模块列表。

    echo raid1 >> /etc/modules

    更新启动 ramdisk

    update-initramfs -u

    最后退出chroot

    exit

    5.克隆EFI分区

    现在安装的目标系统就完成了。此外，通过 RAID 设备保护主分区免受单个磁盘故障的影响。但是，EFI 引导分区不受 RAID 保护。相反，我们将克隆它。

    sudo dd if=/dev/sda1 of=/dev/sdb1 bs=4096

    跑

    $ sudo blkid /dev/sd[ab]1
/dev/sda1: UUID="108A-114D" TYPE="vfat" PARTLABEL="EFI System" PARTUUID="ccc71b88-a8f5-47a1-9fcb-bfc960a07c16"
/dev/sdb1: UUID="108A-114D" TYPE="vfat" PARTLABEL="EFI System" PARTUUID="fd070974-c089-40fb-8f83-ffafe551666b"

    请注意，FAT UUID 相同，但 GPT PARTUUID 不同。

    6.将第二个磁盘的EFI分区插入引导链

    最后，我们需要将第二个磁盘上的 EFI 分区插入到引导链中。为此，我们将使用efibootmgr.

    sudo apt install efibootmgr

    跑

    sudo efibootmgr -v

    并研究输出。应该有一条类似于

    Boot0005* ubuntu HD(1,GPT,ccc71b88-a8f5-47a1-9fcb-bfc960a07c16,0x800,0x100000)/File(\EFI\ubuntu\shimx64.efi)

    注意后面的路径File。跑

    sudo efibootmgr -c -d /dev/sdb -p 1 -L "ubuntu2" -l '\EFI\ubuntu\shimx64.efi'

    /dev/sdb在分区 1 上创建一个与该条目具有相同路径的新引导ubuntu条目。重新运行

    sudo efibootmgr -v

    并验证是否存在ubuntu2与以下路径相同的第二个条目ubuntu：

    Boot0005* ubuntu  HD(1,GPT,ccc71b88-a8f5-47a1-9fcb-bfc960a07c16,0x800,0x100000)/File(\EFI\ubuntu\shimx64.efi)
Boot0006* ubuntu2 HD(1,GPT,fd070974-c089-40fb-8f83-ffafe551666b,0x800,0x100000)/File(\EFI\ubuntu\shimx64.efi)

    此外，请注意，每个条目的 UUID 字符串与上面相应的 PARTUUID 字符串相同。

    7.重启

    现在我们准备重新启动。检查同步过程是否已完成。

    $ cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid1] 
md0 : active raid1 sdb2[1] sda2[0]
      1047918528 blocks super 1.2 [2/2] [UU]
      bitmap: 1/8 pages [4KB], 65536KB chunk

unused devices: <none>

    如果同步仍在进行中，应该可以重新启动。但是，我建议等到同步完成后再重新启动。

    重新启动后，系统应该可以使用了！此外，如果任何一个磁盘发生故障，系统将使用健康磁盘中的 UEFI 分区并在md0设备处于降级模式时启动 ubuntu。

    8. grub-efi-amd64更新后更新EFI分区

    更新软件包时grub-efi-amd64，EFI 分区（安装在/boot/efi）上的文件可能会更改。在这种情况下，必须手动将更新克隆到镜像分区。幸运的是，您应该会收到grub-efi-amd64即将更新的更新管理器的警告，因此您不必在每次更新后进行检查。

    8.1 查找克隆源，快捷方式

    如果更新后没有重新启动，请使用

    mount | grep boot

    找出挂载的 EFI 分区。该分区通常/dev/sdb1应用作克隆源。

    8.2 找出克隆源，偏执方式

    创建挂载点并挂载两个分区：

    sudo mkdir /tmp/sda1 /tmp/sdb1
sudo mount /dev/sda1 /tmp/sda1
sudo mount /dev/sdb1 /tmp/sdb1

    在每棵树中查找最新文件的时间戳

    sudo find /tmp/sda1 -type f -printf '%T+ %p\n' | sort | tail -n 1 > /tmp/newest.sda1
sudo find /tmp/sdb1 -type f -printf '%T+ %p\n' | sort | tail -n 1 > /tmp/newest.sdb1

    比较时间戳

    cat /tmp/newest.sd* | sort | tail -n 1 | perl -ne 'm,/tmp/(sd[ab]1)/, && print "/dev/$1 is newest.\n"'

    应该打印/dev/sdb1 is newest（很可能）或/dev/sda1 is newest. 该分区应用作克隆源。

    在克隆之前卸载分区以避免缓存/分区不一致。

    sudo umount /tmp/sda1 /tmp/sdb1

    8.3 克隆

    如果/dev/sdb1是克隆源：

    sudo dd if=/dev/sdb1 of=/dev/sda1

    如果/dev/sda1是克隆源：

    sudo dd if=/dev/sda1 of=/dev/sdb1

    完毕！

    9. 虚拟机陷阱

    如果您想先在虚拟机中进行尝试，有一些注意事项：显然，保存 UEFI 信息的 NVRAM 在重启之间会被记住，但不会在关机-重启周期之间被记住。在这种情况下，您可能最终会进入 UEFI Shell 控制台。以下命令应该从/dev/sda1（FS1:用于/dev/sdb1）引导您进入您的机器：

    FS0:
\EFI\ubuntu\grubx64.efi

    在 virtualbox中 UEFI 启动的最佳答案中的第一个解决方案- Ubuntu 12.04也可能会有所帮助。

    • 3

  2. 道歉。我的反馈显然不清楚，所以又来了。问题是“是否有人有一个适用于 20.04 的进程，在 UEFI 机器的 RAID 1 之上使用 LVM？”

    我的“答案”是步骤 1-7 中给出的说明既准确又合适——非常感谢——但我在 20.04 上遇到了困难，因为它不支持我现代主板的 XID 641 板载显卡。我尝试使用 21.10 桌面，完全没有问题。请注意，我事先在 BIOS 中将 SATA 从 RAID 切换到 AHCI，并在步骤 7 中等待同步完成，否则，这是一个轻松的过程。目标机器是 Ryzen 9 5950X，ASUS Crosshair VIII Hero 主板，2x8TB 光盘。

    • 0

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