Wat is RAID?

RAID staat voor " Redundant Array of Independent Disks" en het concept gebruikt in een RAID-systeem zorgt dat de gegevens over meer harde schijven worden verdeeld, op meer dan één schijf worden opgeslagen, of beide, ten behoeve van snelheidswinst en/of beveiliging tegen gegevensverlies. De ontwikkeling door de tijd heen heeft een scala van RAID configuraties opgeleverd.

RAID overzicht

Het hart van de RAID is de RAID controller. Deze zit meestal op een kaart en is meestal een SCSI-harde schijf controller kaart (maar IDE en SATA RAID controller kaarten zijn ook heel gewoon geworden). De taak van de controller is:

  • Beheer van de afzonderlijke harde schijven.
  • Managen van de logische systeemconfiguratie.
  • Redundantie of zogenaamde "Fault Tolerant Operations".

Beheer afzonderlijke harde schijven

RAID controller zal rechtstreeks te communiceren met harde schijven. Sommige controller kaarten hebben verschillende tools om specifiek te werken met disk drives, bijvoorbeeld scanfuncties, en formateren. SCSI-gebaseerde kaarten hebben vaak extra mogelijkheden voor het beheren van schijven. 

Logisch systeemconfiguratie

Dit is de configuratie hoe de data blokken over de fysieke harde schijven wordt verdeeld (stripe). Dit zorgt voor een gegevensstroom naar alle schijven in plaats van dat maar één schijf leest en schrijft. Nu werken alle harde schijven met elkaar samen gegevens worden over alle fysieke schijven verdeeld. 

Redundantie of "Fault Tolerant Operations"

De ontwikkeling door de tijd heen heeft een skala van RAID configuraties opgeleverd al dan niet met Redundantie of "Fault Tolerant Operations" ter bescherming tegen dataverlies.

 

De verschillende typen RAID

Het woord RAID staat voor ‘Redundant Array of Independent Disks’ of ‘Redundant Independent Disk Array’. RAID is een opslagoplossing die gegevens verdeelt over meerdere kleine schijven, die samen één enkel systeem vormen. Deze oplossing is niet alleen minder duur, maar biedt ook hogere prestaties en een solide databeveiliging omdat RAID storingen beter kan opvangen.

Tegenwoordig zijn er bijna twintig typen RAID, inclusief configuraties die soms als achterhaald worden beschouwd. De meest voorkomende RAID-configuraties zijn: RAID 0, RAID 1 of RAID 5 

RAID 0 is een systeem dat slechts twee schijven gebruikt en snelle toegang tot gegevens biedt. RAID 1 gebruikt ook twee schijven en schrijft dubbele informatie. Als één van de schijven is beschadigd, vindt je gegevens op de andere. Om te profiteren van de prestaties van RAID 0 en de beveiliging die wordt geboden door RAID 1, is RAID 5 ontwikkeld. Met een goede data distributie combineert RAID 5 snelheid en fouttolerantie. RAID 6 heeft dezelfde voordelen als RAID 5, maar beschikt over een betere schrijfsnelheid.

RAID 0 is een technologie die twee of meer harde schijven aan elkaar koppelt om één logische schijf (partitie) te maken. Het doel hiervan is om de prestaties voor het lezen en schrijven van data te verbeteren.

RAID 0 recovery : schematische weergave

Hoewel het volledige RAID-systeem het mogelijk maakt om dataopslag te optimaliseren door het over verschillende harde schijven te verspreiden, heeft elke configuratie zijn eigen voordelen. RAID 1, dat data spiegelt, wordt vooral aanbevolen voor mensen die voornamelijk op zoek zijn naar beveiliging.

RAID 1 recovery

RAID 0+1 en 1+0

Om prestaties en / of extra redundantie te verkrijgen, kunnen de standaard RAID level worden gecombineerd, zodat er hybride RAID levels ontstaan. RAID typen die redundantie bieden worden doorgaans gecombineerd met RAID 0 om de prestaties te verbeteren.

Zoals je kunt zien in de onderstaande diagrammen, zijn deze twee RAID levels een combinatie van RAID 0 en RAID 1. Het verschil tussen beide is de werkelijke positie van de RAID array, weergegeven door de diagrammen waarin de randen vetgedrukt zijn. RAID 01 is zo geconfigureerd dat RAID 0 een mirror kopie is.Het voordeel hiervan is dat wanneer een schijf uitvalt, in één van de level 0 arrays, de ontbrekende data kunnen worden overgedragen naar de andere array. Als je echter een extra harde schijf aan één stripe toevoegt, moet je een extra harde schijf toevoegen aan de andere stripes om de opslag tussen de arrays uit te balanceren.

Een nadeel van deze configuratie is dat deze niet kan worden hersteld bij twee gelijktijdige schijffouten, tenzij de schijven van dezelfde data stripe zijn. In het diagram: als schijf 1 en 5 faalt kan de RAID opnieuw worden opgebouwd, maar als 1 en 4 mislukken kan dit leiden tot gegevensverlies.

RAID 0+1  recovery : schematische weergave

RAID 10


RAID 10 is zo geconfigureerd dat de RAID 0 over twee RAID 1 arrays wordt verdeeld. Een groot voordeel van RAID 10 is, dat alle schijven van elke RAID 1 array kunnen uitvallen zonder dat er zich gegevensverlies voordoet. Als de defecte schijfeenheid echter niet wordt vervangen, zal de enkele werkende schijf in de array een storingspunt zijn voor het gehele systeem. Bovendien zal alle data verloren gaan als de werkende schijf ook uitvalt.

De RAID nesting techniek kan worden gebruikt voor iedere RAID level. Meestal wordt het toegepast op RAID 5, maar het kan ook worden gebruikt voor andere levels zoals 3 en 6. Daarnaast kan het ook worden toegepast op productie levels zoals: 50, 51, 60, 61, 30 en 03.

RAID 10 recovery : schematische weergave

RAID 2

RAID 2 bestaat uit data striping op bitniveau, met een speciale pariteitschijf. Dit level maakt gebruik van hamming-foutdetectiecodes en is bedoeld voor gebruik op schijven zonder ingebouwde foutdetectie. Om deze reden wordt RAID 2 niet vaak meer gebruikt.

RAID 3 and 4

RAID 3 en 4 gebruiken striping met een speciale pariteitschijf, het verschil tussen beide levels is dat RAID 3 stripes op byte-niveau zitten en RAID 4 stripes op blokniveau. RAID 3 wordt tegenwoordig zelden gebruikt vanwege de slechte prestaties van striping op byte-niveau. RAID 4 is beter met striping op blokniveau, maar ondervindt nog steeds langzamere schrijfprestaties omdat de pariteit bij elke schrijfbeurt moet worden bijgewerkt.

RAID-technologie is ontwikkeld in de vroege jaren 80 en wordt gebruikt om prestaties en fouttolerantie te verbeteren. RAID 5, één van de meest gebruikte RAID-systemen, biedt zowel beveiliging als prestaties en is gebaseerd op ten minste drie harde schijven.

RAID 5 recovery

RAID 6

RAID 6 is een uitbreiding van RAID 5 en volgt dezelfde data- en pariteitsverdeling met een extra pariteitsblok voor iedere streep. De belangrijkste redenering hierachter is dat je twee gelijktijdige schijfstoringen kunt hebben zonder dat de RAID gegevens verliest. Bij een kleinere RAID bestaat er de kans dat twee schijven uitvallen binnen een korte tijdsperiode. Echter neemt de kans op schijffouten toe naarmate RAID-arrays groter worden. Om deze reden wordt RAID 6 normaal gesproken alleen aanbevolen voor grotere RAID-systemen.
Prestatiegericht lijkt het erg op RAID 5, de schrijfsnelheden zijn hoog omdat de gegevens en pariteit naar alle schijven kunnen worden geschreven. Echter is de leestoegang langzamer vanwege de vertraging bij het overslaan van twee pariteiten sets.

RAID Recovery

RAID-systemen zijn ontworpen om dataverlies door individuele schijven te voorkomen. Typische RAID failure wordt veroorzaakt uitval van een onderdeel (defecte harde schijven en raid controller kaarten), storingen of fouten in software. Dit resulteert in een corrupte, offline of degraded RAID waardoor gegevens ontoegankelijk zijn en mogelijk zelfs beschadigen of helemaal verloren gaan.

Ontrack biedt data recovery services voor alle belangrijke RAID architecturen. Dit omvat de RAID-levels 0, 00, 1, 10, 1E, 1E0, 2, 3, 4, 5, 50, 5E, 5EE, 6 en 60. Wij verbeteren onze software tools continu met de nieuwste gepatenteerde technieken om tot het best mogelijke resultaat te komen. Bovendien ontwikkelt ons onderzoeks- en ontwikkelingsteam ook custom made tools, waardoor onze engineers ontoegankelijke gegevens van alle typen RAID-systemen en -situaties kunnen herstellen.

Ontrack RAID recovery is bewezen technologie en we zijn waarschijnlijk het meest ervaren op dit gebied in de wereld. We worden aanbevolen door de meeste RAID leveranciers zoals: HP, Compaq, Dell, Adaptec, IBM, Intel, Promise, LSI Logic, Mylex, Xiotech en Netsan. Deze leveranciers hebben allemaal hun eigen RAID-configuratie, specifieke datablok- en pariteitsgrootte en unieke symmetrie.

Voor onze ingenieurs zijn RAID-systemen technisch een van de meest uitdagende onderwerpen. Zeker van de moderne SAN systemen met zeer veel schijven. Het proces dat we gebruiken om RAID herstellen betekent vaak, na een uitgebreide analyse hoe de data blokken worden verdeeld over de schijven, de volgorde van de schijven, setup data en pariteit blokken, dat data blokken weer met de hand in elkaar moeten worden gezet.

Een RAID recovery evaluatie is in feite een combinatie van twee belangrijke stappen:

  • Eerst moeten we een RAID zo goed als mogelijk weer opbouwen, en dat neemt veruit de meeste tijd in beslag. Voor een goede kwaliteit is het nodig om de oorspronkelijke configuratie zover mogelijk te benaderen. Daarvoor is het zeer belangrijk om zoveel mogelijk data van de defecte harde schijven te herstellen.
  • De tweede stap is om te werken met het op de RAID draaiende logische bestandssysteem. Bestandssystemen vandaag de dag zijn erg ingewikkeld. Een RAID failure kan duizenden fouten in het bestandssysteem tot gevolg hebben en een deel van bestanden vernietigen. Onze ingenieurs verifiëren de toestand van het bestandsysteem voordat er data wordt hersteld. Deze extra stap zorgt voor een goede kwaliteit.

Dit was slechts kort introductie over RAID-technologie. RAID technologie zal zich blijven ontwikkelen maar storingen en calamiteiten zullen blijven voorkomen. Ontrack zal deze ontwikkelingen nauw volgen en we zullen zeker een belangrijke partner zijn voor u als uw systeem crasht.

Ontrack RAID recovery