1. Опис Рейд масиву і способи його відновлення На жаль, жорсткі диски, які є на сьогоднішній день основним...
2. Raid 0
3. Відновлення raid 0
4. Raid 1
5. Відновлення raid 1
6. Raid 1e
7. Raid 5
8. Відновлення raid 5
9. Raid 5e
10. Відновлення raid 5e
11. Raid 5ee
12. Відновлення raid 5ee
13. Raid 6
14. Відновлення raid 6
15. Raid 10
16. Відновлення raid 10
17. Raid JBOD
18. відновлення JBOD
19. Raid 50
20. Відновлення Raid-50
21. Який raid масив краще використовувати на практиці?

Опис Рейд масиву і способи його відновлення

На жаль, жорсткі диски, які є на сьогоднішній день основним сховищем даних, не так надійні, як хотілося б. І досить гостро стоїть проблема убезпечити свої файли, щоб не довелося вдаватися до відновлення даних. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є організація з двох і більше накопичувачів raid масивів. Рейд масиви бувають різних конфігурацій, і їх створення переслідує різні цілі. Від створення резервної копії інформації, до прискорення існуючої дискової системи.

Чому може пропасти інформація з RAID масиву?

Основна причина, з якої мені, як інженеру по відновленню інформації доводиться стикатися, це поломка одного або декількох дисків рейд масиву, коли перед безпосередньо складанням потрібно зробити ремонт жорсткого диска, що вийшов з ладу. Наступна за частотою звернень з поламаним raid проблема - вихід з ладу рейд контролера. Далі йдуть всілякі глюки raid контролера, коли з Рейд масиву випадають диски (диск в raid масиві став неактивним, отримав статус degraded) і логічні збої - втрата логічних томів raid або втрачена конфігурація масиву. Нерідко доводиться стикатися з людським фактором - диски в Рейд масиві переставили місцями, провели некоректну переініціалізація масиву, провели неправильний ребілд Рейд.

В особливо складних випадках доводиться стикатися з ситуаціями, коли рейд масив був некоректно зібраний, і після такої пересборки були запущені перевірочні утиліти Windows - чекдіск і їм подібні.

Розглянемо основні типи Рейд масивів:

Raid 0

Raid 0 опис

Рейд 0 або рейд страйп (raid stripe) складається в найпростішому випадку з двох дисків, блоки яких чергуються таким чином: перші 64 кілобайт на першому диску з 0-го сектора, другий блок в 64 кілобайт на другому диску з 0-го сектора, третій блок знову на першому диску відразу після закінчення першого, четвертий на другому диску після закінчення другого блоку і так далі. Розмір блоків може варіюватися. За рахунок подібної організації масиву досягається підвищена пропускна здатність, в порівнянні з одиночним диском, і як наслідок підвищується загальна продуктивність дискової підсистеми.

Raid 0 опис

Мінімально необхідна кількість дисків для створення raid0 масиву - 2. При виході з ладу одного жорсткого диска Рейд масив перестає функціонувати, як то кажуть, рейд розсипався і потрібно відновити інформацію.

Відновлення raid 0

Як відновити дані з raid0 масиву? Дуже просто. Визначаємо порядок і черговість дисків, розмір блоку, після чого за допомогою програмного забезпечення, яке може реалізовувати віртуальний Рейд масив, вказавши всі характеристики raid 0 масиву, виробляємо віртуальну збірку Рейд 0. Після закінчення цього процесу дані з raid 0 можна копіювати на зовнішнє сховище інформації .

Raid 1

Raid 1 опис

Рейд 1 або рейд дзеркало, дзеркальний raid масив, mirrored raid. У назві міститься його суть. Всі диски масиву мають дзеркальну копію вмісту raid array. Подібний raid масив має підвищену відмовостійкість, і може функціонувати до тих пір, поки хоч один з дисків Рейд масиву продовжує працювати.

Raid 1 опис

Мінімально необхідна кількість дисків для створення raid1 масиву - 2, але в ряді випадків, зокрема коли потрібно програмно відновити LVM , Збирається масив з одного диска з початковим статусом degraded.

Відновлення raid 1

Не дивлячись на уявну простоту - для того, щоб відновити дані з рейд1 досить здавалося б відновити інформацію з будь-якого з накопичувачів, на ділі інженер стикається з необхідністю відновлення даних з найбільш актуального диска в масиві, тому що спочатку складно сказати, який саме диск в raid 1 масиві вийшов з ладу раніше і відповідно містить застарілі версії даних, а який пізніше, і відповідно актуальність цього диска вище. У гіршому випадку доводиться організовувати доступ до призначених для користувача даних на всіх дисках для відновлення інформації з несправного raid 1 масиву.

Raid 1e

Raid 1e опис

У raid 1E реалізована функція наскрізний записи блоків даних (stripe) коли кожен наступний блок записується на наступний жорсткий диск, крім того на нього ж дублюється блок даних з попереднього диску. Така схема дозволяє використовувати непарна кількість дисків в рейді. При відмові одного диска в системі, втрати даних не відбувається. Ремонт raid 1e масиву потрібно при відмові більше ніж один примірник.

Raid 5

Raid 5 опис

По суті, RAID 5, п'ятий Рейд це той же страйп, доповнений блоками контрольних сум. Мінімальна кількість дисків для організації рейд масиву п'ятого рівня - три HDD. Raid 5 підрозділяється на forward (форвард), backward (беквард), forward dynamic (форвард динамік) і backward dynamic (беквард динамік). Відмінності між цими типами raid 5 в черговості блоків контрольної суми і їх ротації. Окремо варто згадати про особливості відновлення raid 5 з серверів HP відновлення raid 5 hewlett Packard) де засобами контролера організований так званий delay, затримка, після якої власне і починається ротація блоків.

Raid 5 backward опис

Raid 5 forward опис

Raid 5 forward dynamic опис

Raid 5 backward dynamic опис

Мінімально необхідна кількість дисків для створення raid5 масиву - 3. Рейд 5 здатний функціонувати при виході з ладу одного диска в масиві. В цьому випадку сповільнюється швидкість роботи системи в цілому. З'являються затримки особливо помітні при роботі з базами даних. При виході з ладу двох дисків і більш, raid 5 перестає працювати і потрібне відновлення даних.

Відновлення raid 5

Для відновлення даних з raid 5 масиву потрібне створення клонів по можливості всіх дисків масиву та збирання рейду віртуально. Порядок той же, що і у випадках з відновленням даних на raid 0, а саме: визначення порядку дисків, розміру блоку і на фінальних стадіях відновлення даних з Рейд 5 масиву визначення актуальної збірки в тих випадках, коли в масиві спершу вийшов з ладу один диск , якийсь час сервер працював в критичному режимі, і тільки потім на raid 5 відмовило два диска або більше.

Raid 5e

Raid 5e опис

Масив RAID 5e (RAID 5 enhanced) є вдосконаленою версією RAID5, з підвищеною продуктивністю і безпекою даних. Крім резервування місця для контрольних сум, також резервується місце для гарячої заміни (hot-spare). Причому, запис проводиться на кожен з жорстких дисків і резервувати місця так само є на кожному з hdd. Таким чином, зростає швидкість роботи raid-масиву і кожен з жорстких дисків використовується рівномірно. Для побудови Raid 5E потрібно як мінімум 4 жорстких диска. Відмітна особливість масиву цього рівня в тому, що резервна область hot spare розташована в логічному кінці фізичних дисків.

Raid 5-e backward опис

Відновлення raid 5e

У порівнянні зі звичайною п'ятіркою рейд 5е збирається трохи складніше, тому що доводиться враховувати наявність hot spare простору. Якщо з масиву не випадали в процесі диски, не йшов процес самовідновлення raid масиву засобами контролера, то збірка 5e Рейд масиву ні чим не відрізняється від звичайної п'ятірки. Якщо ж хот Спейр простір було використано (або почалося використовуватися) то доводиться цей нюанс враховувати. Але в цілому базовий підхід такий же - визначення черговості накопичувачів, визначення розміру блоку, типу ротації блоків парності і визначення актуальності жорстких дисків в масиві.

Raid 5ee

Raid 5ee опис

RAID 5EE відрізняється від RAID 5E тільки логічною структурою розташування даних. Якщо в RAID 5E резервне місце виділяється загальним шматком в кінці масиву, то в RAID 5EE це місце ділиться на блоки які ротируються з блоками контрольної суми і блоками даних. При перебудові (rebuild) масиву, така схема розташування блоків прискорює процес відновлення працездатності. Рейд 5 її так само вельми нагадує за своєю будовою raid 6 де замість одного з блоків парності використовується hot-spare блок.

Raid 5-ee backward опис

Відновлення raid 5ee

Особливості відновлення інформації з такого, прямо скажемо нечасто зустрічається рейд масиву, яким є raid 5ee полягають в складності його ідентифікації. Якщо масив вийшов з ладу через поломку Рейд контролера ідентифікація досить проста, наявність регулярно повторюються порожніх блоків очікуваного розміру говорить сама за себе. Якщо ж в процесі роботи Рейд масиву вийшов з ладу один жорсткий диск і його замінили іншим, як уже почалися переініціалізація масиву (ребілд Рейд) який закінчився з помилкою, або raid контролер перевів масив в аварійний режим, то раніше порожні блоки можуть містити дані, розраховані контролером по контрольних сумах.

Raid 6

Raid 6 опис

Подальше логічний розвиток п'ятого Рейд - raid 6, який від п'ятого відрізняється наявністю двох блоків контрольних сум, і відповідно в змозі пережити вихід з ладу двох дисків в масиві. Типи ротації блоків контрольних сум ті ж - forward, backward і їх dynamic варіації. При виході з ладу трьох дисків і більше в Рейд 6 масиві сервер перестає функціонувати і потрібне відновлення інформації. Точно так само розрізняють Рейд форвард, Рейд беквард і їх динамік варіації.

Raid 6 backward опис

Raid 6 forward опис

Мінімально необхідна кількість дисків для створення raid6 масиву - 4.

Відновлення raid 6

І знову методологія подібна з відновленням інформації на raid 5, проблема ускладнюється тільки тим, що з комерційного програмного забезпечення мало хто може похвалитися підтримкою відновлення даних з raid 6. Але в цілому порядок той же - визначення черговості, розміру блоків і з'ясування ступеня актуальності. Крім того, потрібно відзначити що на raid 6 масивах частіше ніж на 5-х і вже тим більше частіше ніж на Страйп або рейд-дзеркалах зустрічаються такі речі, як слайси, десятки віртуальних машин, малопоширені файлові * NIX системи та інші принади.

Рекомендую до прочитання додаткові матеріали: відновлення raid 6 і raid 6 wide pace proNAS OS

Raid 10

Raid 10 опис

Raid 10 вдає із себе комбінацію рейдів першого і нульового рівнів. У raid 10 використовується 4 (або більше) жорстких диска, які попарно віддзеркалювати один на одного (RAID 1), а пари об'єднані в RAID 0. Поломка диска всередині пари, не призводить до втрати даних, однак при виході з ладу пари, дані губляться і потрібно процедура відновлення.

Raid 10 опис

Мінімально необхідна кількість дисків для створення raid10 масиву - 4.

Відновлення raid 10

Відновлення даних з Рейд масиву raid 10 вийшов з ладу через апаратного збою (поломки декількох жорстких дисків в Рейд масиві) доводиться робити не часто. Набагато частіше приносять на відновлення raid10 масиви на яких втрачені дані внаслідок збою контролера або некваліфікованих дій персоналу (системних адміністраторів). З огляду на недостатньо ефективного використання дискового простору подібні Рейд-масиви використовують у великих комерційних організаціях і як правило подібні завдання ускладнені використанням слайсів, коли йде Поступове уявлення фізичні жорсткі диски - логічні - фізичні - логічні. Коли апаратно зібраний нерозмічену ще рейд-масив засобами raid контролера ділиться на слайси, які знову таки представляються як фізичні накопичувачі, з яких в свою чергу збирається інший raid масив, можливо з іншою конфігурацією, наприклад рейд5 або рейд0.

Raid JBOD

JBOD Raid опис

JBOD (Just a bundle of disks), тобто зв'язка жорстких дисків, рейд масивом строго кажучи не є. Однак кілька дисків можуть бути об'єднані в один логічний розділ за допомогою операційної системи, або апаратно, за допомогою Рейд контролера, що підтримує функцію побудови jbod масиву. Файли зазвичай записуються послідовно до кінця диска, далі запис триває на наступний вказаний hdd. Подібна організація даних не вимагає спеціального обладнання, як я сказав вище, і може бути реалізована на програмному рівні засобами ОС або стороннього ПО. Однак при поломці одного з дисків файлова система руйнується і потрібна операція відновлення даних jbod масиву.

JBOD масив опис

Мінімально необхідна кількість томів (дисків) для створення jbod - 2.

відновлення JBOD

У разі виходу з ладу дискового jbod масиву необхідно визначитися з порядком дисків, це не складно зробити, якщо в джібод-масиві всього два накопичувача, і завдання стає складніше, якщо дисків три або більше. В цьому випадку потрібно провести аналіз таблиць розміщення файлів, визначитися з адресацією початку файлу або директорії і провівши необхідні обчислення досить легко визначити черговість дисків в масиві. Так само потрібно відзначити, що в ряді випадків, коли один або декілька дисків jbod масиву вийшли з ладу і не підлягають відновленню, інформацію з пошкодженого jbod все ж можна дістати, нехай і частково.

Raid 50

Raid 50 опис

Raid 50 є комбінацією між двома Рейд-масивами п'ятого рівня, об'єднаними між собою в страйп, або raid 0. Мінімальна кількість дисків для побудови Рейд 50 масиву - шість штук.

Raid 50 опис

На ілюстрації показаний окремий випадок організації такого масиву. Потрібно мати на увазі, що на ряді контролерів йде каскадне уявлення дисків по ланцюжку фізичний-логічний-фізичний. Тобто шість фізичних жорстких дисків об'єднуються в два логічних масиву (диска) raid-5, далі вони представляються як два фізичних диска відповідного розміру і вже ці диски об'єднуються між собою в страйп, зі своїм розміром блоку і черговістю і відновлення raid може бути в такій ситуації вельми нетривіальним завданням. Отриманий логічний диск зібраний за технологією рейд 50, вже засобами ОС сприймається як фізичний, і розмічається і форматується.

В якості ілюстрації можливих нагромаджень уявімо що цей "фізичний" диск raid-50 ділиться засобами ОС на два логічних, з яких збирається JBOD або raid-0 вже засобами ОС. Інженер здійснює відновлення даних raid і отримав шість дисків які складалися в подібному масиві може витратити масу часу на побудову таблиць відповідності блоків і дисків.

Відновлення Raid-50

Як і у випадках з Рейд масивами 6-го рівня, на raid-50 досить часто зустрічаються надбудови у вигляді слайсів, крутяться десятки віртуальних машин, * nix файлові системи, VMFS і інші радощі буття. Відновлення інформації з raid50 є досить складним завданням. Для початку потрібно спробувати отримати максимально повну інформацію про передбачувану конфігурації, кількості і розмірі розділів і т.п. Далі, визначившись з конфігурацією, доцільно йти шляхом складання, якій оперував raid контролер. Тобто спочатку збираються всі Рейд-5 масиви входили до складу raid50, вивантажуються в окремі образи і вже вони об'єднуються в віртуальний страйп.

Який raid масив
краще використовувати на практиці?

Рекомендації по вибору Рейд масиву і експлуатації Рейд масивів

Для того, щоб відповісти на питання, який же Рейд масив краще використовувати на практиці, потрібно визначитися з завданнями, які стоять перед конторою або системним адміністратором. У загальному випадку таких завдань дві, підвищення швидкості дискової підсистеми і підвищення надійності зберігання інформації. Рідко яка із цих двох цілей домінує, як правило, використовується комбінований підхід із зсувом пріоритетів в сторону швидкодії або збереження даних. Важливу роль в ухваленні рішення грає і фінансова складова, яку можна умовно уявити як ціна за гігабайт дискового простору. Очевидно, що у Страйп і JBOD вона буде нижче за все, тому що втрат немає, дисковий простір всіх жорстких дисків в масиві підсумовується, а наприклад на дзеркальному Рейд вартість доступного гігабайти буде найбільше.

Комбіновані рішення, вони ж найбільш популярні, це масиви Raid level 5. Ці масиви є абсолютними лідерами з використання, відповідно і звертаються з проблемами в рйед 5 масивах частіше.

Найбільш критичні дані доцільно тримати на Рейд 1 або Рейд 10, або на Рейд 5 з обов'язковою продуманою політикою створення резервних копій на зовнішні диски, що не входять до складу масиву. Страйпи доцільно використовувати для виділеного дискового простору в файлах підкачки на графічних станціях, відомо, що той же Photoshop дуже любить свопи туди сюди прокачувати і при роботі з великими зображеннями це може серйозно позначитися на швидкодії системи.

JBOD як правило використовують, щоб досягти обсягу єдиного диска, недоступного як фізична. Тобто якщо вам потрібно диск на 10 терабайт для вивантаження частини образу при відновленні raid 10 на 24-х двох терабайтніках (а це ще не найскладніший масив з яким доводилося стикатися), то створення JBOD масиву це найзручніший і правильний в цій ситуації підхід до вирішення завдання.

Якщо ви зіткнулися з втратою даних на Рейд масиві, ви можете отримати безкоштовну online або телефонну консультацію та рекомендації щодо подальших дій від фахівця з відновлення даних.