RAID achtergrondinformatie

Over RAID

RAID staat voor " Redundant Array of Independent Disks" en het concept gebruikt in een RAID-systeem zorgt dat de gegevens over meer harde schijven worden verdeeld, op meer dan één schijf worden opgeslagen, of beide, ten behoeve van snelheidswinst en/of beveiliging tegen gegevensverlies. De ontwikkeling door de tijd heen heeft een scala van RAID configuraties opgeleverd.

RAID overzicht

Het hart van de RAID is de RAID controller. Deze zit meestal op een kaart en is meestal een SCSI-harde schijf controller kaart (maar IDE en SATA RAID controller kaarten zijn ook heel gewoon geworden). De taak van de controller is:

  • Beheer van de afzonderlijke harde schijven.
  • Managen van de logische systeemconfiguratie.
  • Redundantie of zogenaamde "Fault Tolerant Operations".

Beheer afzonderlijke harde schijven

RAID controller zal rechtstreeks te communiceren met harde schijven. Sommige controller kaarten hebben verschillende tools om specifiek te werken met disk drives, bijvoorbeeld scanfuncties, en formateren. SCSI-gebaseerde kaarten hebben vaak extra mogelijkheden voor het beheren van schijven.

Logisch systeemconfiguratie

Dit is de configuratie hoe de data blokken over de fysieke harde schijven wordt verdeeld (stripe). Dit zorgt voor een gegevensstroom naar alle schijven in plaats van dat maar één schijf leest en schrijft. Nu werken alle harde schijven met elkaar samen gegevens worden over alle fysieke schijven verdeeld.

Redundantie of "Fault Tolerant Operations"

De ontwikkeling door de tijd heen heeft een skala van RAID configuraties opgeleverd.

RAID 0

RAID 0 verhoogt de snelheid en opslag capaciteit. RAID 0, ook wel striping genoemd, biedt geen foutcorrectie en dus heeft geen enkele vorm van redundantie. De data wordt slechts verdeeld over de harde schijven. Als één schijf uitvalt, zijn alle gegevens van het hele array verloren. Juist bij RAID 0 recovery is het van belang dat zoveel mogelijk RAW data van alle harde schijven wordt veiliggesteld.

Raid 1

Raid 1, ook wel mirroring genoemd, zorgt ervoor dat data identiek naar twee harde schijven wordt weggeschreven. Zo wordt een mirrored set gemaakt. Bij een RAID 1 (mirror) staan alle gegevens dus op elke schijf van de array. Hoewel het kan afhangen van de controller, kunnen sommige schijven in een RAID 1 individueel worden gelezen. Dit betekent dat een beschadigde RAID 1 vaak eenvoudig zelf kan worden hersteld, mits ten minste één harde schijf nog werkt. Wanneer de schade groter is kunt u voor uw RAID 1 recovery vertrouwen op Kroll Ontrack.

Raid 5

Raid 5 verdeelt de data over de harde schijven en distribueert pariteit. Dit zorgt ervoor dat de data in de RAID 5 array niet verloren gaat, wanneer een enkele harde schijf defect raakt. Als er een schijf kapot gaat, kan een RAID rebuild worden gedaan met een nieuwe harde schijf.

Redundantie op bijvoorbeeld RAID 5-configuratie is het resultaat van een mathematische functie genaamd Boolean exclusieve OR (XOR). Dit wordt vaak aangeduid als pariteit. XOR functie is een logisch binair proces. Het is het gemakkelijkst om te denken pariteit als een optelsom van de andere datablokken op de harde schijven. Elke byte die wordt geschreven naar een datablok wordt samen met de andere gegevensblokken berekend en pariteit worden geschreven naar de pariteitsblok voor de specifieke stripe. Wat uniek is, is dat de wiskunde altijd werkt, ongeacht of een gegevens blok ontbreekt.

Echter, de beperking van RAID 5 is dat slechts een datablok mag ontbreken. De wiskunde zal niet werken met twee ontbrekende blokken. In de praktijk betekent dit dat slechts één harde schijf defect mag zijn. Een RAID 5-configuratie zal niet zorgen voor een goede redundantie als twee of meer schijven defect gaan.

Problemen bij RAID 5

Rebuild van een RAID 5-array na een RAID failure veroorzaakt extra stress op alle nog werkende harde schijven. Elk gebied dat in gebruik was op elke schijf moet namelijk worden gelezen om de redundantie die verloren is gegaan weer te herstellen. Vaak zijn de schijven van dezelfde productiedatum en gaat er tijdens dit proces nog een harde schijf kapot. Dit risico is groter door de toegenomen schijfcapaciteit. Daardoor kan de raid 5 rebuild uren, zo niet dagen, duren.

Zoals eerder vermeld controller kaart verdeeld de gegevens en tegelijkertijd wordt de pariteit verwerkt. Een enorme hoeveelheid logische berekeningen worden uitgevoerd per seconde. RAID-controllers is een ingewikkeld stukje hardware, inclusief speciaal ontworpen processoren en SDRAM-geheugen voor maximale prestaties en redundantie.

RAID Recovery

RAID-systemen zijn ontworpen om dataverlies door individuele schijven te voorkomen. Typische RAID failure wordt veroorzaakt uitval van een onderdeel (defecte harde schijven en raid controller kaarten), storingen of fouten in software. Dit resulteert in een corrupte, offline of degraded RAID waardoor gegevens ontoegankelijk zijn en mogelijk zelfs beschadigen of helemaal verloren gaan.

Kroll Ontrack RAID recovery is bewezen technologie en we zijn waarschijnlijk het meest ervaren op dit gebied in de wereld. Voor onze ingenieurs zijn RAID-systemen technisch een van de meest uitdagende onderwerpen. Zeker van de moderne SAN systemen met zeer veel schijven. Het proces dat we gebruiken om RAID herstellen betekent vaak, na een uitgebreide analyse hoe de data blokken worden verdeeld over de schijven, de volgorde van de schijven, setup data en pariteit blokken, dat data blokken weer met de hand in elkaar moeten worden gezet.

Een RAID recovery evaluatie is in feite een combinatie van twee belangrijke stappen:

  • Eerst moeten we een RAID zo goed als mogelijk weer opbouwen, en dat neemt veruit de meeste tijd in beslag. Voor een goede kwaliteit is het nodig om de oorspronkelijke configuratie zover mogelijk te benaderen. Daarvoor is het zeer belangrijk om zoveel mogelijk data van de defecte harde schijven te herstellen.
  • De tweede stap is om te werken met het op de RAID draaiende logische bestandssysteem. Bestandssystemen vandaag de dag zijn erg ingewikkeld. Een RAID failure kan duizenden fouten in het bestandssysteem tot gevolg hebben en een deel van bestanden vernietigen. Onze ingenieurs verifiëren de toestand van het bestandsysteem voordat er data wordt hersteld. Deze extra stap zorgt voor een goede kwaliteit.

Dit was slechts kort introductie over RAID-technologie. RAID technologie zal zich blijven ontwikkelen maar storingen en calamiteiten zullen blijven voorkomen. Kroll Ontrack zal deze ontwikkelingen nauw volgen en we zullen zeker een belangrijke partner zijn voor u als uw systeem crasht.