Was ist RAID 5?
Definition, Konfiguration und Datenrettungsoptionen

Wie sieht eine RAID-5-Konfiguration aus?

Das RAID 5-Array benötigt mindestens 3 Laufwerke und verwendet das Konzept der Redundanz durch Parität, um Daten ohne Leistungseinbußen zu schützen.

Ähnlich wie bei einem RAID 0-Array, bei dem die Daten auf mehrere Laufwerke verteilt werden, um die Leistung zu verbessern, werden bei RAID 5 die Daten „gestriped“, also in kleine Blöcke von Daten verteilt, aber es wird ein zusätzlicher Datenstreifen, die so genannte Parität, zum Schutz hinzugefügt. Bei den meisten RAID 5-Konfigurationen sind die Daten im Paritätsstripe eine XOR-Verknüpfung der Daten aus den anderen Stripes. Dadurch ist RAID 5 deutlich günstiger zu implementieren als RAID 10, da nur ein Laufwerk für die Parität reserviert wird, und ermöglicht mehr Flexibilität und größere Volumen als RAID 1.

Im obigen Beispiel wird die Parität auf Laufwerk 4 mit XOR aus dem ersten Stripe der Daten aus den Stripes Data1, Data2 und Data 3 gebildet. Die Parität im zweiten Stripe auf Laufwerk 3 ist das XOR der Datenstripes Data 4, Data 5 und Data 6.

Welche Funktion hat die Parität in einem RAID-5-Array?

Ein Redundanz- oder Paritätsblock / -stripe als Teil jedes Datenstripes ermöglicht dem System eine Wiederherstellung, falls eines der Laufwerke ausfällt oder offline geht. Der RAID-Controller oder die RAID-Software kann praktisch jedes fehlende Datensegment mit Hilfe der Parität wiederherstellen.

In dem obigen Beispiel ist ein Laufwerk ausgefallen. Wenn ein Laufwerk ausfällt, geht das Array in einen Degraded Mode über. Im Degraded Mode kombiniert der RAID-Controller die Datenstripes mit der Parität, um dem Betriebssystem gute Daten zu präsentieren. In unserem Beispiel kombiniert der Controller Data 1, Data 3 und Parität für den ersten Stripe, um die fehlenden Daten in Data 2 zu ersetzen. Im zweiten Stripe werden Data 4, Data 6 und Parität verwendet, um Data 5 zu ersetzen. Für den dritten Stripe wird keine Parität benötigt, da alle Datenstripes vollständig vorhanden sind.

Wie funktioniert ein Hot Spare in einem RAID 5-Array?

Ein Hot Spare ist ein zusätzliches Laufwerk, das zu einem RAID 5-Array hinzugefügt werden kann, um eine schnelle Wiederherstellung nach einem Laufwerksausfall zu ermöglichen. Im obigen Beispiel handelt es sich um ein intaktes RAID 5-Array, dem ein Hot Spare hinzugefügt wurde. Beachten Sie, dass der Hot-Spare keine Daten enthält, bis ein Fehler auftritt und das Laufwerk benötigt wird.

Wenn dem System ein Hotspare zur Verfügung steht, beginnt der Controller im Falle eines Ausfalls automatisch mit der Wiederherstellung der fehlenden Daten vom ausgefallenen Laufwerk auf das Hotspare.

Im obigen Beispiel ist das Laufwerk 2 ausgefallen. Das System verwendet das Hotspare und stellt alle fehlenden Daten von Laufwerk 2 auf dem Hotspare wieder her.

Wenn ein Laufwerk ausfällt, ist die Zeit für den Wiederaufbau von entscheidender Bedeutung. Der Betrieb im Degraded Mode belastet die verbleibenden Laufwerke zusätzlich und kann zu weiteren Ausfällen führen, wenn nicht schnell Abhilfe geschaffen wird. Wenn ein oder mehrere Hot Spares zur Verfügung stehen, können die Wiederherstellungszeiten verkürzt werden.

Ist eine Datenwiederherstellung von RAID 5 möglich?

Die Raid 5 Datenwiederherstellung aus einem ausgefallenen RAID 5-Array ist möglich. Obwohl die Datenwiederherstellung bei einem RAID 5-Array komplex und schwierig sein kann, sind die Chancen für eine erfolgreiche Datenrettung im Allgemeinen ziemlich hoch. Es gibt verschiedene Gründe für einen Datenverlust, und der Wiederherstellungsaufwand ist bei jeder Ausfallvariante unterschiedlich. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele:

Datenrettung mit einem ausgefallenen Laufwerk

Wenn in einem Array ein Laufwerk ausfällt, kann die Parität verwendet werden, um die fehlenden Daten wiederherzustellen. In diesem Szenario ist Ontrack normalerweise in der Lage, 100 % der Daten wiederherzustellen. Nach Erhalt eines nicht funktionsfähigen Arrays werden die Laufwerke des Arrays untersucht und generell auch ein Abbild, auch „Image“ genannt, erstellt. Beschädigte Datenträger werden im Reinraum repariert und ein Abbild mit speziellen Imaging Tools erstellt. Anschließend wird das Array anhand dieser „Images“ virtuell wiederhergestellt. Sobald das RAID zusammengesetzt ist, wird das Dateisystem insgesamt auf Beschädigungen gescannt, virtuell repariert und die Daten extrahiert. Das ausgefallene Laufwerk wird bei RAID 5 oft auch gar nicht benötigt, da fehlende Datenstripes aus der Parität wiederhergestellt werden können.

Datenrettung von mehreren ausgefallenen Laufwerken

Bei der Wiederherstellung von mehreren ausgefallenen Laufwerken ist der Prozess ähnlich wie bei einem einzelnen Laufwerksausfall. Nach Erhalt eines nicht funktionsfähigen Arrays werden die Laufwerke des Arrays wie oben beschrieben im Reinraum bearbeitet. Es ist wichtig, dass von jedem der ausgefallenen Laufwerke so viele Daten wie möglich von jedem beschädigten Datenträger gerettet werden, da dies die Wiederherstellung von mehr Daten ermöglicht.

Anschließend wird das Array mit diesen „Images“ virtuell wiederhergestellt. In diesem Beispiel werden Data 2, Data 3 und Parity von Stripe 1 verwendet, um Data 1 wiederherzustellen. Im zweiten Stripe wird keine Parität benötigt, da alle Datenblöcke vorhanden sind. Im dritten Stripe werden Data 7, Parity und Data 8 kombiniert, um Data 9 zu ersetzen.

Sobald das RAID-Array virtuell wieder zusammengesetzt ist, wird das Dateisystem oder das jeweilige Volume auf Beschädigungen untersucht. Zusätzlich zur Beschädigung des Dateisystems suchen die Techniker auch nach Daten, die nicht konsistent oder veraltet sind. Dies ist der Fall, wenn zwischen zwei Laufwerksausfällen eine feststellbare Zeitspanne liegt und eines der Laufwerke beschädigt ist. Die Datenrettungsexperten brauchen dafür viel Erfahrung, um diese Art von Schäden zu erkennen, damit sie den Datenträger optimal virtuell reparieren und gute Datensätze extrahieren können.

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