Configurazioni RAID e recupero dei dati

Ontrack e il recupero dei dati da RAID

Ontrack offre il recupero dei dati per le principali architetture RAID: livelli RAID 0, 00, 1, 10, 1E, 1E0, 2, 3, 4, 5, 50, 5E, 5EE, 6 e 60. Operiamo anche su un gran numero di array RAID proprietari. Le sviluppo continuo delle nostre soluzioni software ci permettono di offrire le tecniche più evolute per ottenere il miglior recupero possibile dei dati. Inoltre, il team di Ricerca e Sviluppo assiste i nostri ingegneri nel recupero dei dati quando questi devono confrontarsi con array RAID proprietari atipici, creando strumenti specifici appositamente per il singolo caso.

I maggiori fornitori di RAID come HP, Compaq, Dell, Adaptec, IBM, Intel, Promise, LSI Logic, Mylex, Xiotech e Netsan raccomandano i nostri servizi. Essi hanno tutti una propria configurazione RAID, una specifica dimensione del blocco dati, una dimensione di parità e una simmetria unica.

Le nostre competenze di recupero da RAID non si limitano solo a file system NTFS, ma comprendono anche i RAID MAC, UNIX, FAT e VMware. 

I diversi tipi di RAID

La configurazione del RAID, insieme al numero dei dischi utilizzati, ne determina il tipo. Abbiamo già detto che RAID sta per Redundant Array of Independent Disks e che esso è una soluzione di storage ideata per distribuire i dati su più dischi singoli che insieme formano un sistema. Oltre ad essere una soluzione dal costo contenuto, questo sistema offre alti livelli di performance e sicurezza dei dati, dato che il RAID ha una elevata tolleranza ai guasti.

Oggi esistono circa 20 tipologie di RAID, se non di più, incluse le configurazioni considerate obsolete, come il RAID 2. Di tutte queste configurazioni RAID, le più comuni sono RAID 0, RAID 1, RAID 10, RAID 2, RAID 3 e 4, RAID 5 o RAID 6. 

Il RAID 0 è un sistema che utilizza almeno due dischi fissi e offre una elevata velocità di lettura dei dati. Il RAID 1 utilizza solo due dischi e duplica i dati in scrittura. Se uno dei dischi dovesse guastarsi, potrai trovare i tuoi dati sull’altro. Per beneficiare delle performance del RAID 0 e della sicurezza offerta dal RAID 1, è stato realizzato il RAID 5. Con una efficace distribuzione dei dati, il RAID 5 unisce velocità e fault-tolerance (tolleranza ai guasti). Il RAID 6 ha gli stessi vantaggi del RAID 5, ma con il vantaggio ulteriore di una migliore velocità di scrittura.

RAID 0

Il RAID 0 è la configurazione classica di data striping, in cui i dati vengono scritti su tutte le unità del sistema, offrendo un accesso ai dati più rapido. Tuttavia, le prestazioni elevate comportano rischi per l’affidabilità del sistema: se uno o più dischi dovessero danneggiarsi, si rischia di andare incontro a una seria perdita di dati. Il diagramma seguente mostra come vengono distribuiti i dati nella matrice.

Prendiamo come esempio una situazione di recupero dei dati: è stato creato un file che occupa i blocchi dati 1 – 4, se il disco 2 dovesse danneggiarsi, la seconda stripe andrebbe persa e l’intero file sarebbe corrotto. Se un disco dovesse andare in fault la dimensione massima di un file funzionanante sarebbe minore della dimensione dei blocchi rimanenti.

RAID 1

Questo livello RAID sfrutta il mirroring: i dati del disco primario sono duplicati esattamente sul secondo disco del sistema. Questo RAID non offre particolari vantaggi a livello di prestazioni, ma se un disco dovesse guastarsi, avrai una copia esatta dei tuoi file sull'altro.

RAID 0+1

Per migliorare le prestazioni e/o ottenere ridondanza aggiuntiva, i livelli RAID standard possono essere combinati per creare livelli RAID ibridi o annidati. I RAID che offrono ridondanza sono in genere abbinati con i RAID 0 per aumentare le performance. 

Come si vede nel diagramma seguente, i due livelli di RAID sono una combinazione di RAID 0 e RAID 1. La differenza tra i due è determinata dalla posizione effettiva dell’array RAID. 

Il RAID 01 è configurato in modo da avere una copia a specchio (RAID 1) di un sistema RAID 0.

Il vantaggio di questa configurazione è che quando una unità si guasta in uno degli array di livello 0, i dati persi possono essere trasferiti dall’altro array. Comunque, l'aggiunta di un hard disk extra ad uno dei RAID 0 richiede necessariamente l'aggiunto di uno stesso hard disk sull'altro sistema RAID 0, per garantire la simmetria del sistema.

Lo svantaggio, d’altra parte, è che questo sistema non può essere ripristinato da due guasti simultanei, se i guasti avvengono nella stessa data stripe. Nel diagramma, se le unità 1 e 5 si guastano, il RAID può essere ripristinato, ma il guasto delle unità 1 e 4 comporterebbe la perdita dei dati.

RAID 10

Il RAID 10 è configurato in modo che il RAID 0 sia suddiviso tra due array RAID 1. 

Il grande vantaggio del RAID 10 è dato dalla possibilità che il sistema possa perdere un disco da ciascun array RAID 1 senza subire la perdita dei dati. Tuttavia, se l’unità danneggiata non viene sostituita, la singola unità funzionante dell’array diventa il punto critico del sistema intero: se questo disco, che svolge tutte le operazioni, dovesse guastarsi, tutti i dati dell’array andranno persi.

La tecnica di nesting può essere utilizzata anche per altri livelli RAID, di solito RAID 5, ma può essere applicata anche a livelli come 3 e 6, producendo ulteriori nuovi livelli come 50, 51, 60, 61, 30 e 03.

RAID 2

RAID 2 impiega lo striping dei dati a livello di bit (invece che di blocco) con un disco di parità dedicato. Questo livello utilizza i codici di rilevamento degli errori di Hamming ed è destinato all'uso su unità che non dispongono di un rilevamento degli errori incorporato. Il RAID 2 al giorno d'oggi è considerato un sistema obsoleto. 

RAID 3 e 4

I RAID 3 e 4 si servono entrambi di striping con unità di parity dedicata. La differenza trai due è che il RAID 3 esegue lo stripe a livello di byte, mentre il RAID 4 a livello di blocchi.

Il RAID 3 è utilizzato raramente al giorno d'oggi  a causa delle scarse prestazioni dello striping a livello di byte; il RAID 4 ha performance migliori grazie allo striping a livello di blocchi, ma la velocità di scrittura è penalizzata, poiché la parity deve essere aggiornata ad ogni processo di scrittura.

RAID 5

Il livello RAID 5 è generalmente considerato come il miglior compromesso tra tolleranza ai guast (fault-tolerance), velocità e costo. Il sistema suddivide (striping) i dati allo stesso modo di un RAID 0, ma in più distribuisce i dati di parità su tutti gli hard disk che lo compongono. Ogni fornitore ha il proprio modo specifico di distribuzione delle informazioni di parity sui dischi, ma sarà quasi sempre uno di questi quatrro modi: asimmetrico sinistro, simmetrico sinistro, asimmetrico destro e simmetrico destro. Nel diagramma seguente si può vedere come la posizione dei dati di parity si distribuisce sui dischi.

La direzione della parità è semplice da individuare, come si vede si "muove" sia a destra che a sinistra. Nei RAID asimmetrici i data stripe ignorano la parity, la saltano fino a raggiungere il successivo spazio disponibile. I RAID simmetrici gestiscono i data striping in modo un po' più complesso, una volta che i dati incontrano un blocco di parity, essi si muovono di traverso e in basso fino al seguente stripe set.

RAID 6

Il sistema RAID 6 è una estensione del RAID 5: esegue la medesima distribuzione di dati e adotta una suddivisione di parity simile, ma genera un blocco dati addizionale ad ogni stripe. In questo modo anche se due dischi dovessero guastarsi simultaneamente il RAID non subirebbe la perdita dei dati. Nei RAID più piccoli, l'eventualità che due hard disk si guastino contemporaneamente è ridotta, ma all'aumentare delle dimensione dell'array RAID aumenta la possibilità di eventuali guasti. 

Per quanto riguarda le performance, esse sono molto simili a quelle del RAID 5: la velocità di scrittura è elevata, perché i dati e i blocchi di parity possono essere scritti su tutti i dischi, ma l'accesso in lettura è lento a causa del ritardo generato dal salto di due serie di parity.