Was ist RAID 6?
Definition, Konfiguration und Datenrettungsoptionen

RAID 6
Wie sieht eine RAID-6-Konfiguration aus?

RAID 6 ähnelt RAID 5 insofern, als beide Arrays Paritäts- und Datenstriping verwenden. Der Unterschied besteht darin, dass RAID 5 eine Paritätsinstanz hat, während RAID 6 zwei Paritätsstripes hat. Dadurch ist ein RAID 6-Array in der Lage, zwei Laufwerksausfälle zu überstehen, anstatt nur einen. Bei den meisten RAID 6 Konfigurationen sind die Daten im ersten Paritätsstripe ein XOR der Daten aus den anderen Stripes, der zweite Paritätsstripe ist in der Regel ein proprietärer Algorithmus.

Bei RAID 6-Arrays werden zwei Festplatten für die Parität verwendet. Das bedeutet, dass ein RAID 6-Array immer noch deutlich günstiger zu implementieren ist als ein RAID 10-Array der gleichen Größe, da nur zwei Festplatten für die Parität verwendet werden. Raid 6 bietet außerdem mehr Flexibilität und größere Volumen als RAID 1.

Im obigen Beispiel handelt es sich um ein RAID 6-Array mit fünf Laufwerken, wie Sie es in einem Dell PowerEdge-Server sehen würden. Der erste Paritätsblock (Parity 1) auf Laufwerk 4 für den ersten Stripe ist das XOR der Daten aus den Blöcken Data 1 (Laufwerk 1), Data 2 (Laufwerk 2) und Data 3 (Laufwerk 3).

Der zweite Paritätsblock (Parity 2), der sich auf Laufwerk 5 für den ersten Datenstreifen befindet, ist eine Kombination aus den Daten von Data1, Data2 und Data 3 und kann je nach Hersteller und Controller auch Parity 1 enthalten. Diese Paritätsberechnungen werden für alle Datenstripes mit verschiedenen Laufwerkskombinationen wiederholt.

RAID 6
What does a RAID 6 configuration look like?

RAID 6 is similar to RAID 5 in that both arrays use parity and data striping. The difference is where RAID 5 has one instance of parity, RAID 6 has two parity stripes. This allows a RAID 6 array to withstand two drive failures rather than just one. The data contained in the first parity stripe in most RAID 6 configurations is an XOR of the data from the other stripes, the second parity stripe is typically a proprietary algorithm.

RAID 6 arrays will need to dedicate two disks worth of data to parity. This means a RAID 6 array is still cheaper to implement than a RAID 10 of the same size as only two drives worth of space is allocated to parity. Raid 6 also allows more flexibility and greater volume sizes than a RAID 1.

In the example above, we have a five drive RAID 6 array like you would see in a Dell PowerEdge server. The first parity block (Parity 1) found on Drive 4 for the first stripe, is the XOR of the data from the blocks named Data 1 (Drive 1), Data 2 (Drive 2), and Data 3 (Drive 3).

The second parity block (Parity 2) found on Drive 5 for the first stripe, is a combination of the data from Data1, Data2, Data 3 and can include Parity 1 depending on the manufacturer and controller. These parity calculations are repeated across all the data stripes using different drive combinations.

Welche Funktion hat die Parität in einem RAID-6-Array?

Parität ist eine mathematische Funktion, die zusätzlichen Schutz bietet, da sie die Rekonstruktion verlorener Daten ermöglicht. Ein Paritätsblock als Teil eines jeden Daten-Stripes ermöglicht es dem System, die Daten wiederherzustellen, falls ein oder mehrere Laufwerke ausfallen oder offline gehen. Der RAID-Controller oder die RAID-Software kann praktisch jedes fehlende Datensegment mit Hilfe der Parität wiederherstellen.

Im folgenden Beispiel ist das Laufwerk 2 ausgefallen.

Beim Verlust eines Laufwerks wechselt das Array in den „degraded Mode“. Im degraded Mode kombiniert der RAID-Controller die Datenstripes mit Parität, um dem Betriebssystem gute Daten zu liefern. In unserem Beispiel kombiniert der Controller Data 1, Data 3 und Parity 1 für den ersten Stripe, um die fehlenden Daten in Data 2 zu ersetzen. Im zweiten Stripe werden Data 4, Data 6 und Parity 1 verwendet, um Data 5 zu ersetzen. Im dritten und vierten Stripe wird keine Parität benötigt, da alle Datenlaufwerke vorhanden sind.

Mit zwei Paritätsblöcken pro Stripe können bei RAID 6 zwei Laufwerke ausfallen. In dem Beispiel unten sehen wir, dass die Laufwerke 2 und 4 ausgefallen sind.

Wenn zwei Laufwerke ausfallen, verwendet der Controller die Datenstripes in Kombination mit Parity 1 und Parity 2, um die fehlenden Daten wiederherzustellen. In unserem Beispiel kombiniert der Controller Data 1, Data 3 und Parity 2 für den ersten Stripe, um die fehlenden Daten in Data 2 zu ersetzen. Im zweiten Stripe werden Data 4, Data 6 und Parity 1 verwendet, um Data 5 zu ersetzen. Im dritten Stripe werden Data 7, Data 9 und Parity 2 verwendet, um Data 8 zu ersetzen.

What does parity do in a RAID 6 array?

Parity is a mathematical feature that provides additional protection because it allows for the reconstruction of lost data. Having a block of parity as part of every data stripe allows the system to rebuild in the event one or more of the drives fails or goes offline. The RAID controller or RAID software can virtually rebuild any missing data segment by using parity.

In the example below, we see that Drive 2 failed.

Upon losing a drive, the array will go into a degraded mode. In degraded mode, the RAID controller will combine the data stripes with parity as needed to present good data to the operating system. In our example, the controller will combine Data 1, Data 3 and Parity 1 for the first stripe to replace the missing data in Data 2. In the second stripe, Data 4, Data 6 and Parity 1 are used to replace Data 5. In the third and fourth stripes, no parity is needed as all the data drives are present.

With two parity blocks per stripe, RAID 6 allows for two drives to fail. In the example below, we see that Drives 2 and 4 have failed.

Upon losing two drives, the controller will use the data stripes combined with Parity 1 and Parity 2 to recreate the missing data. In our example, the controller will combine Data 1, Data 3 and Parity 2 for the first stripe to replace the missing data in Data 2. In the second stripe, Data 4, Data 6 and Parity 1 are used to replace Data 5. In the third stripe, Data 7, Data 9 and Parity 2 are used to replace Data 8.

What does parity do in a RAID 6 array?

Parity is a mathematical feature that provides additional protection because it allows for the reconstruction of lost data. Having a block of parity as part of every data stripe allows the system to rebuild in the event one or more of the drives fails or goes offline. The RAID controller or RAID software can virtually rebuild any missing data segment by using parity.

In the example below, we see that Drive 2 failed.

Upon losing a drive, the array will go into a degraded mode. In degraded mode, the RAID controller will combine the data stripes with parity as needed to present good data to the operating system. In our example, the controller will combine Data 1, Data 3 and Parity 1 for the first stripe to replace the missing data in Data 2. In the second stripe, Data 4, Data 6 and Parity 1 are used to replace Data 5. In the third and fourth stripes, no parity is needed as all the data drives are present.

With two parity blocks per stripe, RAID 6 allows for two drives to fail. In the example below, we see that Drives 2 and 4 have failed.

Upon losing two drives, the controller will use the data stripes combined with Parity 1 and Parity 2 to recreate the missing data. In our example, the controller will combine Data 1, Data 3 and Parity 2 for the first stripe to replace the missing data in Data 2. In the second stripe, Data 4, Data 6 and Parity 1 are used to replace Data 5. In the third stripe, Data 7, Data 9 and Parity 2 are used to replace Data 8.

Wie funktioniert ein Hot Spare in einem RAID 6 Array?

Unter Hot Spare versteht man ein oder mehrere zusätzliche Laufwerke, die zu einem RAID 6-Array hinzugefügt werden können, um eine schnelle Wiederherstellung im Falle eines ausgefallenen Laufwerks zu ermöglichen. Im obigen Beispiel sehen wir ein gesundes RAID 6-Array mit einem einzelnen Hot-Spare. Beachten Sie, dass das Hot-Spare-Laufwerk noch keine Daten enthält, bis ein Fehler auftritt und das Laufwerk benötigt wird.

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

Im obigen Beispiel ist das Laufwerk 2 ausgefallen. Das System hat das Hot Spare verwendet und alle fehlenden Daten von Laufwerk 2 auf dem Hot Spare wiederhergestellt. Laufwerk 2 kann nun aus dem System entfernt und durch ein neues Laufwerk ersetzt werden, entweder als neues Hot Spare oder als neues Laufwerk 2, auf dem die Daten wiederhergestellt werden können.

Warum werden Hot Spares verwendet? Wenn ein Laufwerk ausfällt, ist die Zeit für den Wiederaufbau der Daten von entscheidender Bedeutung. Der Betrieb im degraded Mode belastet die verbleibenden Laufwerke zusätzlich und kann zu weiteren Ausfällen führen, wenn der Ausfall nicht schnell behoben würde. Es ist auch möglich, dass Laufwerke aus einer ähnlichen Fertigungs-Charge ähnliche Defekte aufweisen, so dass es möglich ist, dass auch andere Laufwerke bald ausfallen könnten. Die Verfügbarkeit von einem oder mehreren Hot Spares ermöglicht somit eine schnellere Wiederherstellung.

How does a Hot Spare work in a RAID 6 array?

A hot spare is one or more additional drives that can be added to a RAID 6 array to allow for fast recovery in the event of a failed drive. In the above example, we see a healthy RAID 6 array with a single hot spare added. Note that the hot spare does not contain any data until a failure occurs and the drive is needed.

If a hot spare is available to the system, the controller will automatically begin rebuilding the missing data from the failed drive to the hot spare in the event of a failure.

The example above shows Drive 2 failed. The system used the hot spare and rebuilt all the missing data from Drive 2 on to the Hot Spare. Drive 2 can now be removed from the system and replaced with a new drive, either as a new hot spare or as a new Drive 2 and the data can be rebuilt on it.

Why use Hot Spares? When a drive fails, time is of the essence in rebuilding. Running in degraded mode puts additional stress on the remaining drives and can cause additional failures if not corrected quickly. It is also possible that drives from a similar manufacturing lot will have similar defects, so it is possible that others may fail soon. Having one or more hot spares available allows for quicker recovery times.

How does a Hot Spare work in a RAID 6 array?

A hot spare is one or more additional drives that can be added to a RAID 6 array to allow for fast recovery in the event of a failed drive. In the above example, we see a healthy RAID 6 array with a single hot spare added. Note that the hot spare does not contain any data until a failure occurs and the drive is needed.

If a hot spare is available to the system, the controller will automatically begin rebuilding the missing data from the failed drive to the hot spare in the event of a failure.

The example above shows Drive 2 failed. The system used the hot spare and rebuilt all the missing data from Drive 2 on to the Hot Spare. Drive 2 can now be removed from the system and replaced with a new drive, either as a new hot spare or as a new Drive 2 and the data can be rebuilt on it.

Why use Hot Spares? When a drive fails, time is of the essence in rebuilding. Running in degraded mode puts additional stress on the remaining drives and can cause additional failures if not corrected quickly. It is also possible that drives from a similar manufacturing lot will have similar defects, so it is possible that others may fail soon. Having one or more hot spares available allows for quicker recovery times.

Was verursacht Ausfälle in RAID 6-Arrays?

Es gibt verschiedenste Gründe, warum ein RAID 6-Array ausfallen kann. Hier sind einige der häufigsten Ursachen, die wir bei Ontrack sehen.

Ist eine Datenwiederherstellung von RAID 6 möglich?

Die Wiederherstellung von Daten aus einem RAID 6-Array ist möglich. Obwohl die Datenwiederherstellung bei einem RAID-6-Array komplexer und schwieriger sein kann, wird sie im Allgemeinen erfolgreich durchgeführt. Die größte Herausforderung ist oft der proprietäre Algorithmus, der zur Erstellung des zweiten Paritätsblocks verwendet wird, da jeder Hersteller diesen anders implementiert wird bei der Datenrettung oft eine kundenspezifische Entwicklung erforderlich sein, um angepasste Software Tools zu entwickeln.

Es gibt verschiedenste Gründe für einen Datenverlust, und der Wiederherstellungsaufwand ist für jeden von ihnen unterschiedlich. Nachstehend sind einige Beispiele aufgeführt:

Datenrettung mit einem defekten Laufwerk

Wie bei einem RAID-5-Array kann beim Ausfall eines Laufwerks in einem Array 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 alle Laufwerke des Arrays im Reinraum gesichert (wenn möglich einschließlich des ausgefallenen Laufwerks). Anschließend wird das Array anhand dieser Images virtuell wiederhergestellt. Sobald das RAID zusammengesetzt ist, wird das Dateisystem oder Volume auf Beschädigungen gescannt, virtuell repariert und die Daten extrahiert. Das ausgefallene Laufwerk wird oft dabei nicht benötigt, da alle fehlenden Datenstripes mit Hilfe der Parität wiederhergestellt werden können.

Datenrettung mit zwei ausgefallenen Laufwerken

Im Gegensatz zum RAID-5-Array, bei dem alle Festplatten bis auf eine für das Funktionieren erforderlich sind, ist RAID 6 so konzipiert, dass der Ausfall von bis zu zwei Festplatten ohne Auswirkungen auf die Daten möglich ist. Das Verfahren zur Wiederherstellung bei mehreren ausgefallenen Festplatten ist ähnlich wie bei einem Ausfall einer einzelnen Festplatte. Nach Erhalt eines nicht funktionierenden Arrays werden die Laufwerke im Reinraum in ein Image kopiert, einschließlich der ausgefallenen Laufwerke. Wenn die Daten auf den Laufwerken aktuell sind, werden die ausgefallenen Laufwerke möglicherweise nicht benötigt, um eine vollständige Wiederherstellung des Arrays zu erreichen. Anschließend wird das Array mit diesen Images virtuell wiederhergestellt.

Im obigen Beispiel werden Data 1, Data 3 und Parity 2 aus Stripe 1 verwendet, um Data 2 wiederherzustellen. Data 4, Parity 1 und Data 6 werden verwendet, um Data 5 im zweiten Stripe wiederherzustellen. Data 7, Parity 2 und Data 9 werden verwendet, um Data 8 im dritten Stripe wiederherzustellen.

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

Datenrettung bei mehreren ausgefallenen Laufwerken

Es ist möglich, eine vollständige Wiederherstellung von einem RAID 6-Array zu erhalten, selbst wenn mehr als zwei Laufwerke ausgefallen sind.

Im obigen Beispiel handelt es sich um ein RAID 6-Array, bei dem einige Bereiche auf allen fünf Festplatten beschädigt sind. Wenn es nicht mehr als zwei defekte Blöcke pro Stripe gibt, ist es möglich, die fehlenden Daten wiederherzustellen. Ontrack wird so viele Daten wie möglich von jedem Laufwerk rekonstruieren.

Dann wird das Array mit diesen Images virtuell wiederhergestellt. Im obigen Beispiel werden Data 1, Data 3 und Parity 2 von Stripe 1 verwendet, um Data 2 wiederherzustellen. Für Stripe 2 wird keine Parität benötigt, da Data 4, Data 5 und Data 6 alle intakt sind. Data 7, Parity 2 und Data 8 werden verwendet, um Data 9 im dritten Stripe wiederherzustellen.

Sobald der RAID-Verbund virtuell wiederhergestellt ist, wird das Dateisystem oder das Volume auf Beschädigungen gescannt. Wiederherstellbare Daten werden aus dem virtuell wiederhergestellten Array auf neue Medien extrahiert, um wieder verwendet zu werden.

Is data recovery from RAID 6 possible?

Data recovery is possible from a RAID 6 array. While data recovery can be complex and more challenging with a RAID 6 array, it generally ends successfully. The biggest challenge is often the proprietary algorithm used to create the second parity block as each manufacturer implements this differently, and custom development is often needed to research and develop tools to support this.

There are several reasons for data loss and the recovery effort for each of them is different. A few examples are below:

Data Recovery with one failed drive

Like a RAID 5 array, if one drive fails in an array, parity can be used to rebuild the missing data. In this scenario, Ontrack is usually able to recover 100% of the data. Upon receipt of a non-functional array, all of the drives from the array are imaged in the clean room (including the failed drive if possible). Then the array is virtually rebuilt using those images. Once the RAID is assembled, the file system or volume is scanned for corruption, virtually repaired and the data extracted. The failed drive is often not needed as any missing data stripes can be rebuilt from parity.

Data Recovery from two failed drives

Unlike the RAID 5 array where all but one of the drives are needed for it to function, RAID 6 is designed to allow for the failure of up to two disks without any impact on the data. The process to recover from multiple failed drives is similar to a single drive failure.  Upon receipt of a non-functional array, the drives are imaged in the clean room, including the failed drives. If the data on the drives is up to date, the failed drives may not be needed to get a full recovery of the array. Then the array is virtually rebuilt using those images. 

In the above example, Data 1, Data 3 and Parity 2 from stripe one is used to rebuild Data 2. Data 4, Parity 1 and Data 6 are used to rebuild Data 5 in the second stripe. Data 7, Parity 2 and Data 9 are used to rebuild Data 8 in the third stripe.

Once the RAID array is virtually reassembled, the file system or volume is scanned for corruption. In addition to file system corruption, engineers are also looking for data that is not consistent or out of date. This occurs when there is a gap of time between drive failures and one of the drives is degraded. Data recovery engineers need experience in recognizing this type of damage so they can virtually repair the volume and extract good file data. 

Data Recovery from multiple failed drives

It is possible to get a full recovery from a RAID 6 array even if there are more than two drive failures.

In the example above, we have a RAID 6 array with damage on some areas of all five disks. If there are no more than two failed blocks per stripe, it is possible to rebuild the missing data. Ontrack will image as much of each drive as possible.

Then the array is virtually rebuilt using those images. In the above example, Data 1, Data 3 and Parity 2 from stripe one is used to rebuild Data 2. No parity is needed for stripe 2 as Data 4,  Data 5 and Data 6 are all intact. Data 7, Parity 2 and Data 8 are used to rebuild Data 9 in the third stripe.

Once the RAID array is virtually reassembled, the file system or volume is scanned for corruption. Recoverable data is extracted from the virtually rebuilt array to new media to be put back into production.

Is data recovery from RAID 6 possible?

Data recovery is possible from a RAID 6 array. While data recovery can be complex and more challenging with a RAID 6 array, it generally ends successfully. The biggest challenge is often the proprietary algorithm used to create the second parity block as each manufacturer implements this differently, and custom development is often needed to research and develop tools to support this.

There are several reasons for data loss and the recovery effort for each of them is different. A few examples are below:

Data Recovery with one failed drive

Like a RAID 5 array, if one drive fails in an array, parity can be used to rebuild the missing data. In this scenario, Ontrack is usually able to recover 100% of the data. Upon receipt of a non-functional array, all of the drives from the array are imaged in the clean room (including the failed drive if possible). Then the array is virtually rebuilt using those images. Once the RAID is assembled, the file system or volume is scanned for corruption, virtually repaired and the data extracted. The failed drive is often not needed as any missing data stripes can be rebuilt from parity.

Data Recovery from two failed drives

Unlike the RAID 5 array where all but one of the drives are needed for it to function, RAID 6 is designed to allow for the failure of up to two disks without any impact on the data. The process to recover from multiple failed drives is similar to a single drive failure.  Upon receipt of a non-functional array, the drives are imaged in the clean room, including the failed drives. If the data on the drives is up to date, the failed drives may not be needed to get a full recovery of the array. Then the array is virtually rebuilt using those images. 

In the above example, Data 1, Data 3 and Parity 2 from stripe one is used to rebuild Data 2. Data 4, Parity 1 and Data 6 are used to rebuild Data 5 in the second stripe. Data 7, Parity 2 and Data 9 are used to rebuild Data 8 in the third stripe.

Once the RAID array is virtually reassembled, the file system or volume is scanned for corruption. In addition to file system corruption, engineers are also looking for data that is not consistent or out of date. This occurs when there is a gap of time between drive failures and one of the drives is degraded. Data recovery engineers need experience in recognizing this type of damage so they can virtually repair the volume and extract good file data. 

Data Recovery from multiple failed drives

It is possible to get a full recovery from a RAID 6 array even if there are more than two drive failures.

In the example above, we have a RAID 6 array with damage on some areas of all five disks. If there are no more than two failed blocks per stripe, it is possible to rebuild the missing data. Ontrack will image as much of each drive as possible.

Then the array is virtually rebuilt using those images. In the above example, Data 1, Data 3 and Parity 2 from stripe one is used to rebuild Data 2. No parity is needed for stripe 2 as Data 4,  Data 5 and Data 6 are all intact. Data 7, Parity 2 and Data 8 are used to rebuild Data 9 in the third stripe.

Once the RAID array is virtually reassembled, the file system or volume is scanned for corruption. Recoverable data is extracted from the virtually rebuilt array to new media to be put back into production.

Is data recovery from RAID 6 possible?

Data recovery is possible from a RAID 6 array. While data recovery can be complex and more challenging with a RAID 6 array, it generally ends successfully. The biggest challenge is often the proprietary algorithm used to create the second parity block as each manufacturer implements this differently, and custom development is often needed to research and develop tools to support this.

There are several reasons for data loss and the recovery effort for each of them is different. A few examples are below:

Data Recovery with one failed drive

Like a RAID 5 array, if one drive fails in an array, parity can be used to rebuild the missing data. In this scenario, Ontrack is usually able to recover 100% of the data. Upon receipt of a non-functional array, all of the drives from the array are imaged in the clean room (including the failed drive if possible). Then the array is virtually rebuilt using those images. Once the RAID is assembled, the file system or volume is scanned for corruption, virtually repaired and the data extracted. The failed drive is often not needed as any missing data stripes can be rebuilt from parity.

Data Recovery from two failed drives

Unlike the RAID 5 array where all but one of the drives are needed for it to function, RAID 6 is designed to allow for the failure of up to two disks without any impact on the data. The process to recover from multiple failed drives is similar to a single drive failure.  Upon receipt of a non-functional array, the drives are imaged in the clean room, including the failed drives. If the data on the drives is up to date, the failed drives may not be needed to get a full recovery of the array. Then the array is virtually rebuilt using those images. 

In the above example, Data 1, Data 3 and Parity 2 from stripe one is used to rebuild Data 2. Data 4, Parity 1 and Data 6 are used to rebuild Data 5 in the second stripe. Data 7, Parity 2 and Data 9 are used to rebuild Data 8 in the third stripe.

Once the RAID array is virtually reassembled, the file system or volume is scanned for corruption. In addition to file system corruption, engineers are also looking for data that is not consistent or out of date. This occurs when there is a gap of time between drive failures and one of the drives is degraded. Data recovery engineers need experience in recognizing this type of damage so they can virtually repair the volume and extract good file data. 

Data Recovery from multiple failed drives

It is possible to get a full recovery from a RAID 6 array even if there are more than two drive failures.

In the example above, we have a RAID 6 array with damage on some areas of all five disks. If there are no more than two failed blocks per stripe, it is possible to rebuild the missing data. Ontrack will image as much of each drive as possible.

Then the array is virtually rebuilt using those images. In the above example, Data 1, Data 3 and Parity 2 from stripe one is used to rebuild Data 2. No parity is needed for stripe 2 as Data 4,  Data 5 and Data 6 are all intact. Data 7, Parity 2 and Data 8 are used to rebuild Data 9 in the third stripe.

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