Hva er RAID 6

Written By: Ontrack

Date Published: november 06, 2023

Hva er RAID 6

Healthy RAID 6 Array

RAID 6
En blanding av feiltoleranse og ytelse for å beskytte dataene dine

Et RAID-array er en samling disker som er konfigurert enten av programvare eller maskinvare på en bestemt måte for å beskytte data og/eller forbedre ytelsen. Begrepet RAID står for Redundant Array of Independent Disks. Det finnes mange forskjellige typer RAID-arrayer som påvirker lese- og skrivehastigheten, samt redundans eller feiltoleranse.

RAID 6, i likhet med RAID 5, ble utviklet på 1980-tallet. Et RAID 6-array basert på en maskinvarekontroller brukes ofte som et godt kompromiss mellom redundans og hastighet. Et RAID 6-array krever minst fire disker og tilbyr økte lesehastigheter med minimal innvirkning på skriveytelsen. Dette RAID-nivået kan tolerere at to disker feiler.

 

RAID 6
Hvordan ser en RAID 6-konfigurasjon ut?

RAID 6 ligner på RAID 5 ved at begge typene bruker paritet og datastriping. Forskjellen er at der RAID 5 har én forekomst av paritet, har RAID 6 to paritetsstriper. Dette gjør at et RAID 6-array tåler feil på to disker i stedet for bare én. Dataene i den første paritetsstripen i de fleste RAID 6-konfigurasjoner er en XOR av dataene fra de andre stripene. Den andre paritetsstripen er vanligvis en proprietær algoritme.

RAID 6 må dedikere plass tilsvarende to disker til paritet. Dette betyr at et RAID 6-array fortsatt er billigere å anskaffe enn et RAID 10 av samme størrelse, ettersom plass tilsvarende bare to disker er allokert til paritet, uansett totalt antall disker. RAID 6 gir også mer fleksibilitet og større volumstørrelser enn et RAID 1 eller RAID 10.

Healthy RAID 6 Array

I eksemplet over har vi et RAID 6-array med fem disker, slik du ville sett i en Dell PowerEdge-server. Den første paritetsblokken (Paritet 1) på Disk 4 for den første stripen, er XOR for dataene fra blokkene kalt Data 1 (Disk 1), Data 2 (Disk 2) og Data 3 (Disk 3).

Den andre paritetsblokken (Paritet 2) som finnes på Disk 5 for den første stripen, er en kombinasjon av dataene fra Data 1, Data 2, Data 3 og kan inkludere Paritet 1 avhengig av type produsent og kontroller. Disse paritetsberegningene gjentas på tvers av alle datastripene ved bruk av forskjellige diskkombinasjoner.

 

Hvilken oppgave har pariteten i et RAID 6-array?

Paritet er en matematisk funksjon som gir ekstra beskyttelse fordi den tillater rekonstruksjon av tapte data. Å ha en paritetsblokk som en del av hver datastripe gjør at systemet kan gjenoppbygges i tilfelle en eller flere av diskene svikter eller går offline. RAID-kontrolleren eller RAID-programvaren kan gjenoppbygge ethvert manglende datasegment ved å bruke paritet.

I eksemplet nedenfor ser vi at Disk 2 har feilet.

Når en disk feiler, vil arrayet gå inn i degradert modus. I degradert modus vil RAID-kontrolleren kombinere datastripene med paritet etter behov for å presentere gode data til operativsystemet. I vårt eksempel vil kontrolleren kombinere Data 1, Data 3 og Paritet 1 for den første stripen for å erstatte de manglende dataene i Data 2. I den andre stripen brukes Data 4, Data 6 og Paritet 1 for å erstatte Data 5. I den tredje og fjerde stripen, er ingen paritet nødvendig siden alle datadiskene er tilgjengelige.

Med to paritetsblokker per stripe tillater RAID 6 at to disker svikter. I eksemplet nedenfor ser vi at Disk 2 og 4 har feilet.

Når to disker feiler, vil kontrolleren bruke datastripene kombinert med Paritet 1 og Paritet 2 for å gjenskape de manglende dataene. I vårt eksempel vil kontrolleren kombinere Data 1, Data 3 og Paritet 2 for den første stripen for å erstatte de manglende dataene i Data 2. I den andre stripen brukes Data 4, Data 6 og Paritet 1 for å erstatte Data 5. I den tredje stripen brukes Data 7, Data 9 og Paritet 2 for å erstatte Data 8.

 

Hvordan fungerer en «Hot Spare» i et RAID 6-array?

RAID 6 Healthy Array with Hot Spare

En hot spare er én eller flere ekstra disker som kan legges til et RAID 6-array for å tillate rask gjenoppretting i tilfelle en disk feiler. I eksemplet over ser vi et OK RAID 6-array med én enkelt hot spare lagt til. Merk at hot spare ikke inneholder noen data før det oppstår en feil og disken tas i bruk.

Hvis en hot spare er tilgjengelig for systemet og en disk feiler, vil kontrolleren automatisk begynne å gjenoppbygge de manglende dataene fra den defekte disken til hot spare.

RAID 6 One Failed Drive with Hot Spare

Eksemplet over viser at Disk 2 har feilet. Systemet bygde opp igjen alle manglende data fra Disk 2 til Hot Spare. Disk 2 kan nå fjernes fra systemet og erstattes med en ny disk, enten som en ny hot spare eller som en ny Disk 2, og dataene kan bygges opp igjen på den.

Hvorfor bruke Hot Spare? Når en disk svikter, er tid av avgjørende betydning for gjenoppbygging av data. Å kjøre i degradert modus legger ekstra belastning på de gjenværende diskene og kan forårsake ytterligere feil hvis de ikke rettes opp raskt. Det er også mulig at disker fra samme produksjonsparti har lignende defekter, så det er sannsynlig at andre disker også snart kan svikte. Å ha en eller flere Hot Spares tilgjengelig, gir raskere gjenopprettingstider.

 

Hva kan forårsake feil i et RAID 6-array?

Det er flere grunner til at et RAID 6-array kan feile. Her er noen av hovedårsakene vi ser hos Ibas Ontrack.

 
  • Flere disker feiler samtidig
  • Strømproblemer (overspenning eller lav spenning)
  • Korrupt RAID-konfigurasjon
  • Flom-/vann- eller brannskader
  • Mislykket eller delvis rebuild av en feilende disk
  • RAID-kontroller eller RAID-programvarefeil

     

Er det mulig å gjenopprette data fra et RAID 6?

Datagjenoppretting fra et RAID 6 er mulig. Selv om datagjenoppretting kan være komplisert og mer utfordrende med et RAID 6-array, blir resultatet vanligvis vellykket. Den største utfordringen er ofte den proprietære algoritmen som brukes til å lage den andre paritetsblokken. Hver produsent implementerer ofte dette forskjellig, og tilpasset utvikling er ofte nødvendig for å utvikle verktøy som støtter dette.

Det er flere årsaker til datatap, og gjenopprettingsarbeidet for hver av dem er forskjellig. Under er noen få eksempler:

Datarekonstruksjon med en defekt disk

Akkurat som hvis en disk feiler i et RAID 5-array, kan paritet brukes til å gjenoppbygge de manglende dataene. I dette scenariet er Ibas Ontrack vanligvis i stand til å gjenopprette 100 % av dataene. Ved mottak av et system som ikke lenger fungerer, gjøres det en best mulig speilkopi av alle disker i vårt renromslaboratorium (inkludert den defekte disken, hvis mulig). Deretter bygges RAID-arrayet virtuelt opp ved hjelp av vår programvare. Når et RAID-array er satt sammen, blir filsystemet eller volumet skannet for korrupsjon, reparert og dataene trukket ut. Den defekte disken er ofte ikke nødvendig, da eventuelle manglende datastriper kan gjenoppbygges fra paritet.

Datarekonstruksjon med to defekte diske

I motsetning til et RAID 5-array, hvor alle unntatt én av diskene er nødvendige for at det skal fungere, er RAID 6 designet for å tillate feil på opptil to disker uten noen innvirkning på dataene. Prosessen for å gjenopprette data ved flere defekte disker, er stort sett den samme som ved feil på en disk. Ved mottak av et feilende RAID-system, gjenopprettes data fra alle diskene i renromslaboratorium, inkludert de defekte diskene. Hvis dataene på alle disker er intakt, kan det hende at de defekte diskene ikke er nødvendige for en fullstendig gjenoppretting av data.

I eksemplet over brukes Data 1, Data 3 og Paritet 2 fra første stripe til å gjenoppbygge Data 2. Data 4, Paritet 1 og Data 6 brukes til å gjenoppbygge Data 5 i den andre stripen. Data 7, Paritet 2 og Data 9 brukes til å gjenoppbygge Data 8 i den tredje stripen.

Når RAID-arrayet er sydd sammen igjen, skannes filsystemet eller volumet for korrupsjon. I tillegg til korrupsjon i filsystemet, leter ingeniører også etter inkonsistente eller utdaterte data. Dette er noe som kan skje hvis diskene har feilet på ulikt tidspunkt. Datarekonstruksjonsingeniører trenger lang erfaring med å gjenkjenne denne typen skader, noe som kreves for at rekonstruksjon av intakte data skal være mulig.

Datarekonstruksjon ved flere enn to defekte disker

Det er mulig med en full gjenoppretting fra et RAID 6-array selv om det er mer enn to disker som har feilet.

I eksemplet over har vi et RAID 6-array med skade i enkelte områder på alle fem diskene. Hvis det ikke er mer enn to defekte blokker per stripe, er det mulig å gjenoppbygge de manglende dataene. Ontrack vil rekonstruere så mye som mulig av hver disk for å gjøre dette mulig.

Deretter bygges RAID-arrayet opp ved å bruke de rekonstruerte data fra diskene. I eksemplet over brukes Data 1, Data 3 og Paritet 2 fra første stripe til å gjenoppbygge Data 2. Ingen paritet er nødvendig i andre stripe da Data 4, Data 5 og Data 6 alle er intakte. Data 7, Paritet 2 og Data 8 brukes til å gjenopprette Data 9 i den tredje stripen.

Når RAID-arrayet er satt sammen igjen, skannes filsystemet eller volumet for korrupsjon. Data rekonstrueres og leveres tilbake på nye lagringsmedier for å settes tilbake i produksjon.

 

Abonner på Nyhetsbrev

Ibas Ontrack AS, Fjellgata 2, 2212 Kongsvinger, Norge (se alle lokasjoner)