RAID-Konfigurationen und -Datenrettung

Ontrack und RAID-Datenrettung

Ontrack bietet Datenrettungsservices für alle großen RAID-Architekturen an. Dazu gehören RAID-Level 0, 00, 1, 10, 1E, 1E0, 2, 3, 4, 5, 50, 5E, 5EE, 6 und 60. Außerdem können wir mit vielen proprietären RAID-Arrays arbeiten. Durch kontinuierliche Weiterentwicklung unserer Softwaretools können wir stets neueste und eigene Verfahren anwenden, die für eine optimale Datenrettung sorgen. Außerdem hilft das Forschungs- und Entwicklungsteam unseren Technikern, wenn sie es mit ungewöhnlichen proprietären RAID-Arrays zu tun haben – mithilfe maßgeschneiderter Tools, die speziell für den Einzelfall eingerichtet werden.

Wir werden von den meisten RAID-Anbietern (wie HP, Compaq, Dell, Adaptec, IBM, Intel, Promise, LSI Logic, Mylex, Xiotech und Netsan) empfohlen. Jeder Anbieter verfügt über eine eigene RAID-Konfiguration, eine spezifische Datenblock- und Paritätsgröße sowie eine individuelle Symmetrie.

Unsere Funktionen zur Rettung von RAID-Daten beschränken sich nicht auf NTFS – wir können auch MAC-, UNIX-, FAT- und VMware-RAIDs unterstützen.

Verschiedene RAID-Typen

Die RAID-Konfiguration, einschließlich der Zahl der verwendeten Laufwerke, bestimmt den Typ. Zur Erinnerung: RAID, das für „Redundant Array of Independent Disks“ oder „Redundant Independent Disk Array“ steht, ist eine Speicherlösung, die Daten auf mehrere kleine Laufwerke verteilt, welche gemeinsam ein einziges System bilden. Eine solche Lösung ist nicht nur günstiger, sondern zeichnet sich auch durch hohe Leistung und Datensicherheit aus, da RAID Ausfälle besser tolerieren kann.

Inzwischen gibt es rund 20 RAID-Typen, inklusive Konfigurationen, die inzwischen als veraltet gelten (wie RAID 2). Von allen diesen RAID-Konfigurationen werden RAID 0, RAID 1, RAID 10, RAID 2, RAID 3 und 4, RAID 5 oder RAID 6 am häufigsten verwendet.

RAID 0 ist ein System, bei dem lediglich zwei Laufwerke zum Einsatz kommen und das einen schnellen Zugriff auf Daten ermöglicht. Bei RAID 1 werden ebenfalls zwei Laufwerke verwendet und Daten dupliziert. Wird eines der Laufwerke beschädigt, finden sich die Daten auf dem anderen Laufwerk. Um die hohe Leistung von RAID 0 mit dem Schutz von RAID 1 zu kombinieren, wurde RAID 5 entwickelt. Bei einer geeigneten Verteilung von Daten verbindet RAID 5 Geschwindigkeit mit Fehlertoleranz. RAID 6 bietet die gleichen Vorteile wie RAID 5, aber zusätzlich eine höhere Schreibgeschwindigkeit.

RAID 0

RAID 0 ist die klassische Daten-Striping-Konfiguration, bei der Daten auf alle Laufwerke geschrieben werden, um einen schnelleren Zugriff zu erlauben. Die erhöhte Leistung ist jedoch mit einem Risiko verbunden: Wenn in einem RAID 0-System ein oder mehrere Laufwerke ausfallen, kann es zu schwerwiegenden Datenverlusten kommen. Im Diagramm unten sehen Sie, wie Daten auf die Matrix verteilt werden.

Beispiel für eine Datenrettungssituation: Es wurde eine Datei erzeugt, die Daten-Stripes 1 bis 4 belegt; sollte Laufwerk 2 ausfallen und der 2. Stripe verloren gehen, würde die Datei aller Wahrscheinlichkeit nach beschädigt werden. Anders ausgedrückt: Wenn ein Laufwerk ausfällt, müsste die größtmögliche unbeschädigte Datei kleiner sein als die zusammengefasste Größe der verbleibenden Stripes.

RAID 1

Dies ist das RAID-Level zur Einrichtung von Plattenspiegelung; die Daten im primären Laufwerk werden auf das andere Laufwerk dupliziert. Bei diesem RAID-System gibt es keine Leistungsverbesserungen; sollte jedoch ein Laufwerk ausfallen, verfügen Sie über eine Kopie der Daten auf dem zweiten Laufwerk.

RAID 0+1 und 1+0

Für zusätzliche Leistung und/oder Redundanz können standardmäßige RAID-Level miteinander kombiniert werden, um hybride RAID-Level zu ergeben. Dabei werden RAID-Typen, die für Redundanz sorgen, mit RAID 0 kombiniert, um die Leistung zu erhöhen.

Wie Sie den Diagrammen unten entnehmen können, stellen diese zwei RAID-Level eine Kombination aus RAID 0 und RAID 1 dar. Der Unterschied zwischen den beiden Levels besteht in der realen Position des RAID-Arrays (erkennbar in den Diagrammen, wo die Bänder fett gedruckt sind).

RAID 01 wird so konfiguriert, dass RAID 0 eine gespiegelte Kopie erzeugt.

Der Vorteil ist folgender: Wenn in einem der Level 0-Arrays ein Laufwerk ausfällt, können die fehlenden Daten aus dem anderen Array übertragen werden. Wenn Sie allerdings einem Stripe eine weitere Festplatte hinzufügen, müssen Sie auch die anderen Stripes um eine zusätzliche Festplatte ergänzen, um den Speicher zwischen den Arrays auszugleichen.

Ein Nachteil dieser Konfiguration ist, dass eine Wiederherstellung beim Ausfall von zwei Laufwerken gleichzeitig nicht möglich ist, es sei denn, die Laufwerke hängen mit dem gleichen Daten-Stripe zusammen. Im Diagramm: Wenn Laufwerke 1 und 5 ausfallen, lässt sich das RAID-System wiederherstellen; fallen jedoch Laufwerke 1 und 4 aus, gehen Daten verloren.

RAID 10

RAID 10 wird so konfiguriert, dass RAID 0 auf zwei RAID 1-Arrays verteilt wird.

Ein großer Vorteil von RAID 10 besteht darin, dass alle Laufwerke in jedem RAID 1-Array minus einem ausfallen können, ohne dass Daten verloren gehen. Sollte das ausgefallene Laufwerk nicht ersetzt werden, wird das verbleibende funktionierende Laufwerk im Array jedoch zu einem Single Point of Failure für das gesamte System. Falls dieses letzte Laufwerk ausfällt, gehen alle Daten im Array verloren.

Das RAID-Schachtelungsverfahren kann auch für andere RAID-Level genutzt werden (besonders für RAID 5), zum Beispiel für Level 3 und 6, sodass Level wie 50, 51, 60, 61, 30 und 03 entstehen.

RAID 2

RAID 2 umfasst Daten-Striping auf der Bitebene mit einem dedizierten Paritätslaufwerk. In diesem Level kommen Error Detection Codes auf Hamming-Basis zum Einsatz. RAID 2 richtet sich an Laufwerke, die nicht über eine integrierte Fehlererkennung verfügen. Aus diesem Grund wird RAID 2 heute nicht mehr sehr häufig verwendet.

RAID 3 und 4

RAID 3 und 4 nutzen jeweils Striping mit einem dedizierten Paritätslaufwerk. Der Unterschied zwischen beiden Methoden besteht darin, dass das Striping bei RAID 3 auf der Byteebene und bei RAID 4 auf der Blockebene erfolgt. RAID 3 kommt heute aufgrund der mangelhaften Leistung von Striping auf der Byteebene nur noch selten zum Einsatz. RAID 4 bietet mit Striping auf der Blockebene zwar mehr Performance, weist jedoch weiterhin eine langsamere Schreibleistung auf, da bei jedem Schreibvorgang die Parität aktualisiert werden muss.

RAID 5

RAID 5 gilt im Allgemeinen als der perfekte Kompromiss zwischen Fehlertoleranz, Geschwindigkeit und Kosten. Das Striping der Daten verläuft genauso wie bei RAID 0, doch werden auch die Paritätsinformationen auf alle Laufwerke verteilt. Wie das RAID-Array Parität und Daten auf die Laufwerke verteilt, ist anbieterspezifisch, umfasst jedoch fast immer eine von vier Methoden: links asymmetrisch, links symmetrisch, rechts asymmetrisch und rechts symmetrisch. Im folgenden Diagramm können Sie sehen, wie sich die Daten über oder um die Parität bewegen. Außerdem können Sie die Richtung der Parität für alle Laufwerke erkennen.

Die Richtung der Parität ist ganz leicht zu ermitteln, da sie entweder nach rechts oder links hin abfällt. Bei asymmetrischem RAID ignorieren die Daten-Stripes die Parität und überspringen sie zum nächsten verfügbaren Platz. Bei symmetrischem RAID ist das Daten-Striping ein wenig komplexer: Sobald die Daten auf einen Paritätsblock treffen, bewegen sie sich quer und hinab zum nächsten Stripe-Set.

RAID 6

Das RAID-6-System ist eine Erweiterung des RAID-5-Systems: Es führt die gleiche Datenverteilung durch und übernimmt eine ähnliche Aufteilung der Parität, erzeugt aber für jeden Stripe einen zusätzlichen Datenblock. Selbst wenn zwei Platten gleichzeitig ausfallen sollten, würde das RAID auf diese Weise keinen Datenverlust erleiden. Bei kleineren RAIDs wird die Möglichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls von zwei Festplatten verringert, aber mit zunehmender Größe des RAID-Arrays steigt die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen. Was die Leistungen betrifft, sind sie denen von RAID 5 sehr ähnlich: Die Schreibgeschwindigkeit ist hoch, da die Daten und Paritätsblöcke auf alle Platten geschrieben werden können, aber der Lesezugriff ist aufgrund der Verzögerung, die durch den Sprung von zwei Paritätsreihen erzeugt wird, langsam.