Wat is RAID 6

Written By: Ontrack

Date Published: 6 november 2023 2:29:59 EST

Wat is RAID 6

Healthy RAID 6 Array

RAID 6
Een mix van fouttolerantie en prestaties om uw gegevens te beschermen.

Een RAID-array is een verzameling harde schijven die soft- of hardwarematig op een bepaalde manier zijn geconfigureerd om gegevens te beschermen, de prestaties te verbeteren of beide. De term RAID staat voor redundant array of independent disks, een redundante array van onafhankelijke schijven. Er zijn veel verschillende soorten RAID-arrays die zowel lees- en schrijfsnelheden als redundantie of fouttolerantie beïnvloeden.

RAID 6 werd, net als RAID 5, ook ontwikkeld in de jaren 80. Een RAID 6-array met een hardwarecontroller wordt vaak gebruikt als een goed compromis tussen redundantie en snelheid. Een RAID 6-array vereist minstens vier schijven en biedt hogere leessnelheden met een minimale impact op de schrijfprestaties. Dit RAID-niveau kan twee defecte harde schijven verdragen.

 

RAID 6
Hoe ziet een RAID 6-configuratie eruit?

RAID 6 is vergelijkbaar met RAID 5 in die zin dat beide arrays pariteit en gegevensstriping gebruiken. Het verschil is dat waar RAID 5 één instantie van pariteit heeft, RAID 6 twee pariteitsstripes heeft. Hierdoor is een RAID 6-array bestand tegen twee defecte harde schijven in plaats van slechts één. De gegevens in de eerste pariteitsstrook in de meeste RAID 6-configuraties zijn een XOR van de gegevens van de andere stripes, de tweede pariteitsstrook is meestal een eigen algoritme.

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 van dezelfde grootte, aangezien slechts twee schijven aan pariteit worden toegewezen. Raid 6 biedt ook meer flexibiliteit en grotere volumegroottes dan RAID 1.

Healthy RAID 6 Array

In het bovenstaande voorbeeld hebben we een RAID 6-array met vijf harde schijven, zoals u die kunt zien in een Dell PowerEdge server. Het eerste pariteitsblok (Pariteit 1) op drive 4 voor de eerste strook is de XOR van de gegevens van de blokken Data 1 (Drive 1), Data 2 (Drive 2) en 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.

 

Wat doet pariteit in een RAID 6 array?

Pariteit is een wiskundige eigenschap die extra bescherming biedt omdat zij het mogelijk maakt verloren gegane gegevens te reconstrueren. Met een blok pariteit als onderdeel van elke gegevensstripe kan het systeem opnieuw worden opgebouwd als een of meer schijven uitvallen of offline gaan. De RAID-controller of RAID-software kan elk ontbrekend gegevenssegment virtueel opnieuw opbouwen met behulp van pariteit.

In het onderstaande voorbeeld zien we dat Drive 2 is mislukt.

RAID 6 with One Failed Drive

Bij verlies van een Drive gaat de array in een gedegradeerde modus. In gedegradeerde modus zal de RAID-controller de gegevensstripes combineren met de nodige pariteit om goede gegevens aan het besturingssysteem te presenteren. In ons voorbeeld zal de controller Data 1, Data 3 en Pariteit 1 combineren voor de eerste stripe om de ontbrekende data in Data 2 te vervangen. In de tweede strook worden Data 4, Data 6 en Pariteit 1 gebruikt om Data 5 te vervangen. In de derde en vierde strook is geen pariteit nodig omdat alle Drives met Data beschikbaar zijn.

Met twee pariteitsblokken per stripe, staat RAID 6 toe dat harde schijven uitvallen. In het onderstaande voorbeeld zien we dat Drive 2 en 4 zijn uitgevallen.

RAID 6 with Two Failed Drives

Wanneer twee schijven verloren gaan, gebruikt de controller de gegevensstripes in combinatie met Pariteit 1 en Pariteit 2 om de ontbrekende gegevens opnieuw aan te maken. In ons voorbeeld combineert de controller Data 1, Data 3 en Pariteit 2 voor de eerste stripe om de ontbrekende gegevens in Data 2 te vervangen. In de tweede stripe worden Data 4, Data 6 en Parity 1 gebruikt om Data 5 te vervangen. In de derde stripe worden Data 7, Data 9 en Pariteit 2 gebruikt om Data 8 te vervangen.

 

Hoe werkt een Hot Spare in een RAID 6 array?

RAID 6 Healthy Array with Hot Spare

Een hot spare is een of meer extra schijven die kunnen worden toegevoegd aan een RAID 6-array om snel herstel mogelijk te maken in geval van een defecte schijf. In het bovenstaande voorbeeld zien we een gezonde RAID 6-array waaraan één hot spare is toegevoegd. Merk op dat de hot spare geen gegevens bevat totdat een storing optreedt en de schijf nodig is.

Als het systeem over een hot spare beschikt, begint de controller bij een storing automatisch de ontbrekende gegevens van de defecte schijf opnieuw op te bouwen op de hot spare.

RAID 6 One Failed Drive with Hot Spare

In het bovenstaande voorbeeld is Drive 2 defect. Het systeem gebruikte de hot spare en herbouwde alle ontbrekende gegevens van Drive 2 op de hot spare. Drive 2 kan nu uit het systeem worden verwijderd en worden vervangen door een nieuwe schijf, hetzij als een nieuwe hot spare of als een nieuwe Drive 2 na een rebuild van de gevens.

Waarom Hot Spares gebruiken? Wanneer een schijf uitvalt, is tijd van essentieel belang voor de rebuild. Als de schijven in degrade mode draaien, komen de overige schijven extra onder druk te staan en kunnen er extra storingen optreden als ze niet snel worden verholpen. Het is ook mogelijk dat schijven uit eenzelfde productielot soortgelijke defecten vertonen, zodat het mogelijk is dat andere schijven spoedig defect raken. Door een of meer hot spares beschikbaar te hebben, kunnen gegevens sneller worden hersteld.

 

Wat veroorzaakt storingen in RAID 6 arrays?

Er zijn verschillende redenen waarom een RAID 6 array kan falen. Hier zijn enkele van de belangrijkste oorzaken die we bij Ontrack zien.

 
  • Storing van meerdere schijven
  • Stroomstoringen (stroompiek of lage spanning)
  • Defect RAID-controller of RAID-software
  • RAID-corruptie (inclusief logische corruptie)
  • Schade door overstroming/water of brand
  • Fail or partial rebuild

Is gegevensherstel van RAID 6 mogelijk?

Gegevensherstel is mogelijk vanuit een RAID 6-array. Hoewel gegevensherstel bij een RAID 6-array complexer en uitdagender kan zijn, wordt het meestal met succes afgerond. De grootste uitdaging is vaak het gepatenteerde algoritme dat wordt gebruikt om het tweede pariteitsblok te creëren, aangezien elke fabrikant dit anders implementeert, en er vaak aangepaste ontwikkeling nodig is om tools te onderzoeken en te ontwikkelen om dit te ondersteunen.

Er zijn verschillende redenen voor gegevensverlies en de herstelinspanning voor elk daarvan is anders. Hieronder volgen enkele voorbeelden:

Gegevensherstel met één defecte harde schijf

RAID 6 with One Failed Drive

Net als bij een RAID 5-array kan, als één schijf in een array uitvalt, pariteit worden gebruikt om de ontbrekende gegevens opnieuw op te bouwen. In dit scenario is Ontrack meestal in staat om 100% van de gegevens te herstellen. Bij ontvangst van een niet-functionele array wordt een image gemaakt van alle schijven van de array in de clean room (indien mogelijk inclusief de defecte schijf). Vervolgens vindt een virtueel rebuild van de array op basis van deze images. Zodra de RAID is samengesteld, wordt het bestandssysteem of volume gescand op corruptie, virtueel gerepareerd en de gegevens geëxtraheerd. De defecte schijf is vaak niet nodig omdat ontbrekende gegevensstroken kunnen worden herbouwd aan de hand van pariteit.

Gegevensherstel met twee defecte schijven

RAID 6 with Two Failed Drives

In tegenstelling tot de RAID 5-array waar alle schijven, behalve één, nodig zijn om te functioneren, is RAID 6 ontworpen om het uitvallen van maximaal twee schijven toe te staan zonder enige impact op de gegevens. Het herstelproces van meerdere defecte schijven is vergelijkbaar met dat van een defecte enkele schijf. Bij ontvangst van een niet-functionerende array wordt een image gemaakt van alle schijven van de array in de clean room (indien mogelijk inclusief zoveel mogelijk van de defecte schijven). Als de gegevens op de schijven up-to-date zijn, zijn de defecte schijven mogelijk niet nodig voor een volledig herstel van de array. Vervolgens vindt een virtueel rebuild van de array op basis van deze images.

In het bovenstaande voorbeeld worden Data 1, Data 3 en Pariteit 2 van stripe één gebruikt om Data 2 opnieuw op te bouwen. Data 4, Pariteit 1 en Data 6 worden gebruikt om Data 5 in de tweede stripe te herbouwen. Data 7, Pariteit 2 en Data 9 worden gebruikt om Data 8 in de derde stripe te herbouwen.

Zodra de RAID-array virtueel opnieuw is samengesteld, wordt het bestandssysteem of het volume gescand op corruptie. Naast corruptie van het bestandssysteem zoeken de technici ook naar gegevens die niet consistent of verouderd zijn. Dit gebeurt wanneer er een tijdsverschil zit tussen schijfstoringen. Technici voor gegevensherstel moeten ervaring hebben met het herkennen van dit soort schade, zodat zij het volume virtueel kunnen repareren en goede bestandsgegevens kunnen extraheren.

Gegevensherstel van meerdere defecte schijven

RAID 6 Multiple Failed Drives

Het is mogelijk om een volledig herstel te verkrijgen van een RAID 6-array, zelfs als er meer dan twee schijven uitvallen.

In het bovenstaande voorbeeld hebben we een RAID 6-array met schade op sommige gebieden van alle vijf schijven. Als er niet meer dan twee defecte blokken per stripe zijn, is het mogelijk om de ontbrekende gegevens te herbouwen. Ontrack zal zoveel mogelijk RAW data van elke schijf imagen.

Vervolgens wordt een virtuele rebuild van de array gedaan met behulp van die images. In het bovenstaande voorbeeld worden Data 1, Data 3 en Pariteit 2 van stripe 1 gebruikt om Data 2 opnieuw op te bouwen. Er is geen pariteit nodig voor stripe 2 aangezien Data 4, Data 5 en Data 6 allemaal intact zijn. Data 7, Pariteit 2 en Data 8 worden gebruikt om Data 9 in de derde stripe te herbouwen.

Zodra de RAID-array virtueel opnieuw is samengesteld, wordt het bestandssysteem of volume gescand op corruptie. Herstelbare gegevens worden van de virtueel herbouwde array naar nieuwe media overgebracht om opnieuw in productie te worden genomen.

 
 

Abonneren

KLDiscovery Ontrack B.V., De Brand 22, 3823 LJ Amersfoort, Nederland (Bekijk alle locaties)