- Kegagalan RAID memerlukan semua penulisan dihentikan serta-merta bagi mengelakkan kerosakan yang tidak dapat dipulihkan.
- Pembinaan semula logik dalam persekitaran yang selamat dan daripada klon adalah kunci untuk memulihkan data.
- Kesilapan manusia (pembinaan semula secara paksa, perubahan cakera yang salah) adalah punca yang paling berbahaya.
- Menggabungkan sandaran yang baik dengan perkhidmatan profesional memaksimumkan kebarangkalian kejayaan.
Apakah sistem RAID dan mengapa ia begitu penting untuk data anda?
RAID (Redundant Array of Independent Disks) ialah teknologi yang menggabungkan berbilang cakera fizikal ke dalam satu isipadu logik untuk meningkatkan prestasi, kapasiti yang boleh digunakan dan/atau toleransi kesalahan. Ia merupakan asas kebanyakan pelayan, peranti NAS dan tatasusunan SAN dan digunakan dalam persekitaran perusahaan, pejabat kecil dan oleh pengguna kuasa.
Sistem pengendalian melihat RAID sebagai satu unit, walaupun ia sebenarnya mungkin terdiri daripada dua, tiga, atau berpuluh-puluh cakera keras. Data diagihkan merentasi pemacu mengikut tahap RAID yang dipilih: kadangkala ia berjalur, kadangkala ia dicerminkan, dan pada tahap lanjutan, blok pariti atau maklumat berlebihan dikira untuk membolehkan pembinaan semula data jika pemacu gagal.
Tahap RAID yang paling biasa digunakan dalam pelayan dan peranti NAS ialah 0, 1, 4, 5, 6 dan 10, serta konfigurasi linear atau JBOD, selain varian tertentu daripada pengeluar tertentu (RAID 50, 60, 5E, 5EE, ADG, dll.). Terdapat juga pelaksanaan proprietari seperti Microsoft RAID, Storage Spaces, Apple RAID, Linux RAID, ZFS RAIDZ dan RAIDZ2 , antara lain, yang semuanya mempunyai ciri khusus mereka sendiri dalam pemulihan data.
Penting untuk difahami bahawa RAID bukanlah pengganti sandaran . RAID yang dikonfigurasikan dengan baik meningkatkan ketersediaan dan bertolak ansur dengan kegagalan cakera tertentu, tetapi ia tidak melindungi daripada pemadaman tidak sengaja, kerosakan logik, ransomware, ralat pengawal atau ralat manusia semasa penyelenggaraan.
Tahap RAID utama dan risiko kehilangan datanya
Tahap RAID yang berbeza berbeza dari segi cara ia mengagihkan data dan redundansi merentasi cakera. Ini memberi kesan langsung kepada risiko kehilangan data dan cara untuk mendapatkan pemulihan data.
RAID 0 (jalur tulen) mengagihkan data dalam blok merentasi semua cakera dalam tatasusunan tanpa sebarang redundansi. Ia menawarkan prestasi baca dan tulis yang tinggi dan menggunakan kapasiti penuh, tetapi jika satu cakera gagal, akses penuh kepada volum akan hilang. Sekiranya berlaku bencana, pemulihan data daripada tatasusunan RAID 0 adalah kompleks dan biasanya memerlukan alat profesional untuk membina semula jujukan blok daripada cakera yang terselamat.
RAID 1 (pencerminan) menduplikasi data merentasi dua atau lebih cakera, mengekalkan salinan yang sama pada setiap satu. Tahap ini menawarkan kebolehpercayaan dan toleransi kesalahan yang tinggi : jika satu pemacu gagal, sistem boleh terus beroperasi dengan salinan tersebut. Kapasiti yang boleh digunakan adalah bersamaan dengan saiz satu cakera, tetapi sebagai balasannya, ia memberikan kebolehpercayaan bacaan data yang dipertingkatkan dengan ketara.
RAID 4 menggunakan jalur data merentasi berbilang cakera dan menyimpan salah satu daripadanya secara eksklusif untuk storan pariti. Kapasiti yang boleh digunakan ialah jumlah semua cakera tolak satu, yang membolehkan data dipulihkan jika cakera data gagal. Walau bagaimanapun, cakera pariti menjadi penghalang dan titik kritikal dalam konfigurasi.
RAID 5 ialah tahap RAID yang paling biasa dalam pelayan julat pertengahan dan peranti NAS. Ia mengagihkan kedua-dua jalur data dan pariti merentasi semua cakera, menghapuskan kesesakan cakera pariti khusus. Kapasiti boleh guna ialah jumlah kapasiti tatasusunan ditolak kapasiti mana-mana cakera tunggal. Ia membolehkan kegagalan satu pemacu tanpa kehilangan data, tetapi semasa pembinaan semula, sistem beroperasi pada hadnya, dan sebarang kegagalan kedua boleh menyebabkan tatasusunan tidak dapat dipulihkan tanpa campur tangan pakar.
RAID 6 menambah jalur pariti kedua, memberikan toleransi terhadap kegagalan serentak dua cakera. Kapasiti yang boleh digunakan ialah jumlah semua cakera ditolak kapasiti dua pemacu. Tahap ini menawarkan keselamatan yang lebih tinggi dengan kos pemulihan yang sedikit lebih kompleks dan pengiraan pariti yang lebih mahal.
RAID 10 (1+0) menggabungkan cermin (RAID 1) yang dikumpulkan dalam jalur (RAID 0). Ini bermakna pasangan cakera bercermin dicipta, dan kemudian data diagihkan merentasi cermin tersebut. Ia menawarkan keseimbangan yang sangat baik antara prestasi dan toleransi kesalahan , walaupun ia memerlukan minimum empat cakera dan kos dari segi kapasiti adalah lebih tinggi.
Konfigurasi linear dan JBOD hanya menggabungkan cakera yang mempunyai kapasiti yang sama atau berbeza untuk membentuk isipadu yang lebih besar. Tiada jalur, pariti atau redundansi sebenar. Jika satu cakera gagal, keseluruhan tatasusunan mungkin tidak dapat diakses dan pemulihan memerlukan pembinaan semula sempadan setiap cakera dalam isipadu keseluruhan secara manual.
"Waktu keemasan": ralat kritikal selepas kegagalan RAID
Berikutan amaran kegagalan atau degradasi RAID , 60 minit pertama adalah kritikal. Dalam tempoh inilah kebanyakan kehilangan data yang boleh dicegah berlaku, biasanya disebabkan oleh percubaan untuk "memperbaikinya dengan cepat" tanpa diagnosis yang jelas atau sandaran terkini.
Kesilapan manusia yang biasa berlaku semasa waktu keemasan ini termasuk menukar cakera yang salah , terutamanya dalam casis dengan banyak ruang; cakera yang sihat dikeluarkan kerana menyangka ia adalah cakera yang rosak, dan apabila cakera baharu dimasukkan, pembinaan semula terpaksa dilakukan di atas asas yang tidak stabil. Ini boleh merosakkan struktur kelantangan sepenuhnya.
Satu lagi kesilapan biasa ialah menggantikan pengawal RAID dengan model yang berbeza atau tidak serasi tanpa mendokumentasikan konfigurasi asal. Dalam kebanyakan kes, cara pariti, susunan cakera atau saiz jalur ditulis berbeza-beza antara pengawal, menyebabkan tatasusunan kelihatan rosak atau ditafsirkan dengan parameter yang salah.
Memaksa cakera dalam talian atau memulakan pemacu tanpa menganalisis keadaannya juga sangat berbahaya. Permulaan boleh menulis ganti metadata RAID atau jadual partition; membawa cakera dalam talian apabila ia tidak stabil mewujudkan sektor buruk tambahan, dan sebarang percubaan untuk membina semula di atas pemacu yang rosak secara fizikal akan mempercepatkan kerosakan.
Pembinaan semula dan pemulihan yang gagal daripada sandaran yang tidak lengkap pada sistem yang sama merupakan satu lagi punca bencana yang biasa. Percubaan untuk membina semula tatasusunan RAID 5 atau RAID 6 dengan sektor rosak tanpa terlebih dahulu mengklon cakera kepada imej yang stabil boleh mengakibatkan keadaan di mana makmal profesional pun tidak dapat memasang semula tatasusunan tersebut dengan andal.
Peraturan emas selepas mengesan masalah RAID yang teruk : hentikan semua aktiviti penulisan dengan segera, jangan lakukan pembinaan semula atau permulaan, dan jangan terus "menguji sesuatu" dalam pengeluaran. Setiap penulisan baharu pada tatasusunan RAID asal mengurangkan peluang pemulihan sepenuhnya.
Perisian khusus: bagaimana ia membantu membina semula RAID yang rosak
Dalam banyak senario kegagalan logik , alat pemulihan data profesional boleh membina semula RAID secara maya tanpa menulis ke cakera asal. Satu contoh biasa ialah penggunaan perisian seperti R-Studio, yang berfungsi dengan konsep set kelantangan dan RAID maya.
Apabila RAID asal menjadi tidak boleh diakses , tetapi semua atau hampir semua cakera (atau imej cakera lengkap) tersedia, proses profesional melibatkan pengklonan setiap pemacu kepada imej cakera terlebih dahulu untuk mengekalkan keadaan semasa. Daripada imej ini, perisian ini membolehkan penciptaan RAID maya dengan parameter yang sama seperti sistem sebenar.
RAID maya dibina dengan memilih cakera yang betul , meletakkannya dalam susunan yang betul dan menentukan konfigurasi yang tepat: bilangan cakera, saiz jalur, ofset permulaan, jenis RAID (0, 1, 5, 6, 10, JBOD, dll.), dan susunan blok (kiri, kanan, segerak, tak segerak, tersuai, dll.). Semasa pemasangan logik ini sedang dilakukan, perisian tidak menulis ke cakera fizikal; semuanya diproses secara maya.
Dalam persediaan RAID 5 tiga cakera yang mudah , sebagai contoh, sekurang-kurangnya dua pemacu perlu berada dalam keadaan baik untuk cuba membina semula secara logik. Tatasusunan RAID 5 maya dicipta dengan menentukan tiga peranti (atau imej) dan saiz blok, dan kemudian diuji sehingga gabungan parameter ditemui yang membolehkan perisian mengesan partition yang sah dan menyenaraikan fail.
Dalam konfigurasi yang lebih kompleks , seperti RAID 5 lanjutan dengan susunan blok tersuai, jadual susunan blok boleh ditakrifkan, yang menyatakan urutan data dan pariti yang tepat (P, 1, 2, 3, dsb.) mengikut baris. Juruteknik memasukkan corak jalur baris demi baris, dan program menyerlahkan kombinasi tidak sah dalam warna merah, membantu mengenal pasti ralat konfigurasi dengan cepat.
Sebaik sahaja sistem fail yang konsisten dikesan dalam RAID maya, folder dan fail akan disenaraikan, pratonton diuji (terutamanya fail besar), dan kandungannya disahkan konsisten, tanpa sebarang pemecahan yang luar biasa atau kerosakan yang ketara. Langkah ini penting kerana kadangkala perisian akan menemui struktur sistem fail yang konsisten walaupun salah satu parameter RAID tidak betul.
Untuk mengesahkan persediaan tatasusunan, adalah perkara biasa untuk menggunakan formula anggaran yang membantu memilih saiz fail minimum yang ideal untuk ujian pratonton: saiz blok didarab dengan (bilangan cakera tolak 1). Contohnya, dalam tatasusunan RAID 5 dengan tiga cakera dan saiz blok 64 KB, fail sekurang-kurangnya 128 KB biasanya menyediakan titik rujukan yang baik untuk mengesahkan bahawa peruntukan dan pariti data adalah betul.
Alat profesional juga membolehkan anda mengendalikan cakera yang hilang dengan menggantikannya dengan objek "cakera kosong" atau "cakera hilang" yang sama saiz. Ini berguna apabila salah satu cakera tidak dapat dipulihkan sepenuhnya: perisian ini mensimulasikan kehadirannya berdasarkan pariti dan maklumat cakera lain, kadangkala membolehkan anda memulihkan sebahagian besar data yang tinggal.
Tambahan pula, templat konfigurasi RAID boleh dicipta, disimpan dan dimuat semula , serta menyambung atau memutuskan sambungan setiap cakera dalam RAID maya secara dinamik untuk melihat bagaimana ia mempengaruhi tatasusunan. Ciri ini adalah kunci untuk menentukan cakera mana yang sebenarnya rosak dalam RAID 5, contohnya, dengan memutuskan sambungannya satu persatu dan memerhatikan tingkah laku sistem fail simulasi.
Punca biasa kegagalan sistem RAID
Kegagalan sistem RAID boleh disebabkan secara logik, fizikal atau manusia , dan sering berlaku secara gabungan. Walaupun RAID direka bentuk untuk meningkatkan kebolehpercayaan, ia tidak kebal daripada ralat bertingkat atau penyelenggaraan yang tidak mencukupi.
Kehilangan jalur pariti merupakan masalah logik yang berlaku apabila maklumat yang digunakan untuk membina semula data (pariti) menjadi rosak atau tidak konsisten. Dalam situasi ini, sistem RAID itu sendiri tidak dapat memulihkannya dan campur tangan luaran diperlukan untuk mencari dan membina semula jalur pariti ini dengan betul.
Kegagalan cakera fizikal dalam tatasusunan RAID tidaklah lebih kerap berbanding cakera individu, tetapi kesannya berganda kerana tatasusunan bergantung pada kesemuanya. Dianggarkan antara 2% dan 3% cakera yang dipasang mungkin gagal setiap tahun, terjejas oleh masalah biasa: sektor rosak, lonjakan kuasa, suhu melampau, motor yang tergendala, kepala baca/tulis yang rosak, komponen elektronik yang rosak, dsb.
Faktor lain seperti virus, ransomware atau kerosakan sistem fail boleh menyebabkan RAID berhenti dipasang dengan betul atau, walaupun ia kelihatan "dalam talian", menyebabkan partition atau logical volume tidak dapat diakses. Pemacu yang dipasang dengan salah, kemas kini firmware yang gagal atau gangguan bekalan elektrik berulang juga boleh merosakkan metadata RAID.
Situasi menjadi lebih rumit apabila dua atau lebih kegagalan berlaku secara berturut-turut . Contohnya, dalam tatasusunan RAID 5 di mana satu cakera rosak dan tidak diganti dengan segera, jika cakera kedua mula gagal semasa proses pembinaan semula, sistem tidak lagi dapat membina semula data secara automatik. Mulai saat itu, sebarang percubaan pembaikan tanpa metodologi profesional boleh memburukkan lagi kerosakan secara tidak boleh dipulihkan.
Kesilapan manusia setakat ini merupakan punca yang paling berbahaya : meninggalkan cakera yang ditanda sebagai rosak tanpa menggantikannya, mengabaikan amaran degradasi, mencampurkan cakera daripada pelbagai tatasusunan, mematikan sistem di tengah-tengah pembinaan semula atau memilih pilihan yang salah dalam firmware pengawal. Dalam kebanyakan kes ini, kerosakan akhir bukan disebabkan oleh kegagalan awal, tetapi oleh tindak balas yang tidak mencukupi.
Proses pemulihan data profesional dalam sistem RAID
Makmal khusus mengikuti aliran kerja yang sangat ketat untuk memaksimumkan peluang memulihkan data daripada RAID yang gagal. Walaupun setiap kes berbeza, prosedur amnya biasanya serupa.
Pertama, diagnosis teknikal dilakukan , biasanya percuma dan tanpa obligasi di banyak penyedia perkhidmatan profesional. Ini melibatkan pengenalpastian tahap RAID, jenama dan model pengawal atau NAS, bilangan dan jenis cakera, keadaan fizikal setiap pemacu dan sebarang gejala yang diperhatikan (degradasi, kegagalan but, bunyi mekanikal, ralat bacaan, dll.).
Seterusnya, cakera yang masih berfungsi diklon mengikut sektor . Langkah ini penting: media asal tidak pernah diusahakan untuk tempoh yang lama, kerana kepala yang rosak, plat yang tercalar atau sektor yang tidak stabil boleh menyebabkan kemerosotan selanjutnya semasa pemulihan. Salinan dibuat menggunakan perkakasan dan perisian forensik yang mampu mengendalikan ralat baca dengan mengawal percubaan semula dan masa menunggu.
Menggunakan imej semua cakera yang tersedia , RAID dibina semula secara logik dalam persekitaran terpencil. Parameter seperti saiz blok, susunan cakera, jenis pariti dan sebarang variasi khusus pengeluar (cth., pelaksanaan khusus RAID 5, RAID 6, RAID 50 atau RAID 60) ditentukan. Dalam konfigurasi campuran atau kompleks, lapisan tambahan seperti LVM, pengurus volum, penyulitan dan sistem fail seperti ZFS, ext4, Btrfs, XFS, HFS+, NTFS dan sebagainya juga dianalisis.
Sebaik sahaja RAID maya dipasang , percubaan akan dibuat untuk mencari dan memasang sistem fail. Jika partition yang sah dikesan, struktur direktori disenaraikan dan pemeriksaan integriti dilakukan: pratonton fail kritikal, pengesahan pangkalan data, fail mesin maya, imej, dsb. Apabila terdapat kerosakan separa, teknik pembinaan semula sistem fail digabungkan dengan pemulihan "mentah" (berasaskan tandatangan) bagi jenis fail tertentu.
Sebaik sahaja makmal menyelesaikan analisis , ia biasanya menyediakan senarai fail yang boleh dipulihkan kepada klien untuk semakan sebelum meluluskan perkhidmatan tersebut. Hanya selepas itu data yang dipulihkan disalin ke cakera keras luaran baharu atau peranti yang dipersetujui, tidak pernah ke tatasusunan RAID asal, yang kekal tidak disentuh sekiranya mana-mana bahagian proses perlu diulang atau disemak.
Perkhidmatan pemulihan profesional biasanya berfungsi dengan semua jenis jenama cakera (Seagate, Western Digital, Toshiba, Samsung, Crucial, SanDisk, Kingston, LaCie, dll.) dan pelbagai jenis pengawal dan penutup RAID: daripada kad RAID SAS/SATA pelayan kepada penyelesaian Thunderbolt luaran, USB, iSCSI, Fibre Channel, tatasusunan NAS komersial atau sistem storan perusahaan.
Amalan terbaik dan kesilapan yang perlu dielakkan apabila RAID gagal
Jika RAID anda mula mengalami masalah , terdapat beberapa tindakan yang harus anda elakkan sama sekali jika anda bukan pakar pemulihan data. Banyak bencana sepenuhnya boleh diminimumkan hanya dengan tidak menyentuh butang tertentu.
Jangan sekali-kali melakukan bina semula secara membuta tuli . Pengawal atau wizard NAS biasanya menawarkan pilihan "bina semula" atau "bina semula tatasusunan" sebaik sahaja ia mengesan cakera baharu. Jika sistem telah mengalami beberapa kegagalan, maklumat tentang cakera mana yang baik dan yang mana tidak mungkin ketinggalan zaman, dan bina semula di bawah keadaan tersebut boleh memusnahkan pariti yang sah secara kekal.
Jangan gantikan cakera tanpa terlebih dahulu menentukan cakera yang rosak dan bila . Menggantikan cakera yang salah boleh memaksa sistem untuk menganggap cakera yang mengandungi data usang sebagai "baik". Dalam tatasusunan RAID seperti RAID 5 atau RAID 6, susunan dan masa kegagalan yang tepat adalah penting untuk memastikan integriti data yang akan digabungkan semasa pembinaan semula.
Jangan matikan RAID semasa pembinaan semula yang sedang dijalankan melainkan diarahkan secara khusus untuk berbuat demikian oleh juruteknik yang berkelayakan dan dilakukan di bawah keadaan terkawal. Semasa pembinaan semula, redundansi biasanya dinyahdayakan dan sistem beroperasi dalam keadaan yang sangat rapuh. Gangguan bekalan elektrik, gangguan bekalan elektrik atau pemulihan semula secara paksa boleh menyebabkan RAID berada dalam keadaan pertengahan yang tidak dapat dipulihkan.
Jangan cuba membaiki pemacu secara fizikal sendiri . Membuka cakera keras di luar ruang yang bersih, memukulnya, membekukannya atau sebarang "helah DIY" lain yang beredar di internet bukan sahaja tidak akan membantu, malah boleh memusnahkan sepenuhnya permukaan magnet platter, sekali gus menghapuskan sebarang peluang kejayaan walaupun untuk bengkel pembaikan profesional.
Jika anda terdengar bunyi, klik atau bunyi berdecit pelik daripada mana-mana cakera dalam tatasusunan RAID, tindakan paling selamat adalah dengan mematikan sistem dengan selamat dan tidak memulakannya semula sehingga ia dinilai. Memaksa proses but berulang kali dengan cakera yang rosak secara mekanikal selalunya mengakibatkan kepala baca/tulis rosak yang menggaru platter.
Cadangan umum dalam sebarang senario serius adalah untuk menghentikan semua operasi, mendokumentasikan dengan tenang apa yang berlaku (mesej ralat, tarikh, perubahan perkakasan atau perisian terkini), dan menghubungi perkhidmatan yang pakar dalam pemulihan data RAID. Lebih sedikit manipulasi terdahulu, lebih besar kemungkinan kejayaan dan lebih rendah kos intervensi.
Walaupun sistem RAID moden sangat mantap dan teknologi storan bertambah baik dari segi kapasiti dan kebolehpercayaan setiap tahun, sandaran berkala untuk media berasingan kekal penting. Dengan pelan sandaran yang baik dan ketenangan fikiran dalam menghadapi sebarang kegagalan, gabungan pencegahan dan perkhidmatan profesional khusus memastikan bahawa, walaupun berlaku bencana RAID yang serius, peluang untuk mendapatkan semula maklumat penting kekal sangat tinggi.
