Forstå hvordan RAID Lagring fungerer

mandag 8. november 2021 av Ontrack

RAID

 

Redundant Array of Independent Disks (RAID) er en term som brukes for datalagringssystemer som sprer og/eller replikerer data på tvers av flere stasjoner. RAID-teknologi har revolusjonert datalagring for bedrifter og ble utformet med to hovedmål: øke datapåliteligheten og øke ytelsen til I/U (input/output).

Dessverre er ikke RAID-lagring en perfekt teknologi, og resultatet at datatap kan fremdeles forekomme med disse systemene. I denne posten vil vi forklare hvordan RAID-nivåer fungerer og hvordan data kan lagres (og tapes) med denne typen lagring.

 

Hvordan fungerer RAID?

 

Et RAID-system kombinerer fysiske disker til en enkel logisk enhet ved å bruke spesiell maskinvare eller programvare. RAID-løsninger med maskinvare kan komme i diverse stiler, fra innebygget i hovedkortet eller tillagte kort, til store NAS- eller SAN-servere for bedrifter. Operasjonssystemet (OS) til denne typen oppsett er ikke bevisst over de tekniske funksjonene til RAID, så programvareløsninger blir typisk implementert i OS.

RAID brukes vanligvis på servere, men kan også brukes på arbeidsstasjoner. Det siste er typisk for lagringssensitive datamaskiner, slik som de som brukes for video- og lydredigering, hvor høy lagringskapasitet og stor dataoverføringshastighet er et krav.

 

Vanlig brukte termer innen RAID-lagring

 

La oss ta en titt på noen av de tekniske termene som er til vanlig bruk til å beskrive aspekter av RAID-lagring:

  • RAID -- En teknologi som støtter diverse harddisk-konfigurasjoner for å oppnå størrelse ytelse, pålitelighet og større volumstørrelser gjennom konsolidering av diskressurser og paritetsberegninger.

  • Paritet – Fordelt informasjon som tillater gjenoppretting av data lagrer innen et RAID-system, selv om disken bryter sammen.

  • Speiling – Når data fra 1 eller flere harddisker kopieres til en annen fysisk disk(er).

  • Striping – En metode hvor data kan skrives over flere disker samtidig. I eksempelet under skrives data over flere harddisker i sekvensiell rekkefølge, helt til det når den siste disken. Så hopper den tilbake til den første disken og begynner en annen stripe, etc.

  • Blokk – En blokk er den logiske plassen på hver disk hvor dataene skriver, og den totale plassen avsatt av RAID-kontrollene.
  • Venstre / høyre symmetri – Symmetri i et RAID-system kontrollerer hvor mye data og paritet distribueres gjennom diskene. Det finnes fire hovedstiler for symmetri som kan brukes, avhengig av RAID-forhandler. Noen bedrifter lager også sine egne proprietære stiler avhengig av forretningsbehov.

  • Varm reserve – Det finnes forskjellige metoder for å behandle disksammenbrudd innen et RAID-system. En metode går ut på bruken av en "varm reserve", som er en reservedisk som kan brukes istedenfor en ødelagt disk.

  • Degradert modus – Dette forekommer når en disk i RAID-systemet blir uleselig. Disken blir da betraktet som ødelagt og trekkes ut av RAID-systemet. Nye data og paritet skrives så på de gjenværende diskene innen RAID-systemet. Hvis noen data vil innhentes fra den ødelagte disken, blir det funnet ved hjelp av paritet fra de andre diskene. Denne nedgangen i disker degraderer ytelsen til RAID-systemet.

La oss nå utforske tre nøkkelkonsepter innen RAID (speiling, striping og feilkobling) og utforske hvordan noen av de vanligste nivåkonfigurasjonene fungerer.

RAID lagringsnivåer

Som tidligere nevnt, involverer speiling kopiering av data til mer enn en disk, og striping forekommer når data splittes over mer enn en disk, mens feilkobling forekommer når overflødige data lagres, som en måte å oppdage problemer og kanskje fikse dem på (kjent som feiltoleranse). En eller flere av disse teknikkene kan brukes innen forskjellige RAID-oppsett, avhengig av systemkrav.

Standard RAID-konfigurasjoner refereres til som nivåer. Fem nivåer ble opprettet originalt, men mange variasjoner har evolvert, inkludert flere nestede nivåer og mange ikke-standard (for det meste proprietære) nivåer. Industrien har allerede sett flere nivåer utvikle seg fra RAID 0 til RAID 51 (og videre). Fordi diverse nivåer har forskjellige typer overflødighet, skjer det vanligvis en avveining mellom feiltoleranse og ytelse, avhengig av applikasjonen.

Grunnleggende RAID-nivåer kan inkludere:

  • RAID 0 – Ofte kalt for ‘striping’, dette betraktes som det mest grunnleggende RAID-nivået. det gir ingen overflødighet, men utmerket ytelse. Data stripes over minst to disker og med hver disk som legges til, vil lese/skrive-ytelsen og lagringskapasiteten økes over en enkel disk.

  • RAID 1 – Dette nivået kalles også ‘speiling’, som speiler de samme data over to disker (slik navnet antyder), og gir det laveste nivået av overflødighet i RAID. Dette nivået gir opptil dobbel leseytelse over en enkel disk, men ingen økning i skrivehastighet. Lagrede data er alltid tilgjengelige hvis en disk fremdeles fungerer.

  • RAID 5 – Dette er den vanlige konfigurasjonen, som tilbyr et anstendig kompromiss mellom sikkerhet og ytelse. Det krever minst tre disker og leverer fordel innen lesehastighet, men ingen økning i skriveytelse. RAID 5 introduserer ‘paritet’ til matrisen, som tar opp plassen til en disk totalt. Dette nivået kan også tolerere et disksammenbrudd.

  • RAID 6 – Dette tar konseptet til RAID 5 et skritt videre – det krever et minimum på fire disker, hvor dobbel-paritet blir introdusert, som betyr at data kan gjenopprettes selv om to disker bryter sammen innenfor matrisen.

Moderne RAID-matriser

Det er mange måter å få mer ut av RAID-systemet ditt. Men gitt det svært kompliserte og tekniske opplegget til moderne matriser (og hvordan de kan anvendes med andre komplekse systemer for betydelig effektivitet og kostnadssparing, slik som virtualisering), er det ikke uvanlig at ett av disse teknologiene bryter sammen. Dette kan forårsake betydelig datatap grunnet sammenkoblingen av flere systemer, og kan følgelig koste bedrifter millioner i nedetid.

Moderne RAID-matriser kan også bruke flere filsystemer, som BTRFS eller ZFS på maskinvarenivå, med NTFS eller HFS overlagt for applikasjonsstøtte via virtualisering.

RAID datagjenoppretting - utfordringer:

RAID-matriser er svært komplekse. Dette blir ofte intensifisert innen IT-strukturene til en bedrift, da RAID-systemer brukes mest i bedriftskritiske applikasjoner, hvor tilgjengelighet og effektivitet er avgjørende faktorer. Tilleggsteknologi, som virtualisering eller databaseapplikasjoner, kan også by på katastrofer for en bedrift, hvis systemet bryter sammen.

Fra et datagjenopprettingsperspektiv, blir det vanligvis nødvendig å rekonstruere RAID-filsystemet og forbigå enhver fysisk feil, såvel som å få tilgang til all virtualisert arkitektur som finnes. Denne prosessen gjør gjenopprettingsforsøk til komplekse og tidkrevende foretak, men datagjenopprettingen kan være suksessfull i mange tilfeller.

Forbered deg på disksammenbrudd

Dessverre kan (og vil) disker bryte sammen på et punkt i sin levetid. Hvis et sammenbrudd finner sted som involverer individuelle disker (antatt at det er et RAID 1 eller større system), kan den ødelagte disken erstattes med en ny en, og datalagringskartet kan gjenoppbygges med null datatap. Men hvis diskbruddet overgår overflødighetskapasiteten til RAID, må en profesjonell RAID datagjenopprettingsspesialist  kontaktes umiddelbart for beste sjanse til datagjenoppretting. Det er svært viktig at din valgte spesialist har nødvendig verktøy og ekspertise til å utføre gjenoppretting fra enhver konfigurasjon eller datatapssituasjon. Du bør vurdere om de har direkte partnerskap med forhandlere av lagringsløsninger og utviklerferdigheter til å akkomodere nye eller tilpassede konfigurasjoner.

Har du opplevd RAID datatap nylig? Kontakt ekspertene hos Ontrack for hjelp til å gjenopprette dine kritiske data. Vår stab eller tilgjengelig 24/7/365 for å hjelpe dine behov, fra hverdagstilfeller til en-gang-i-livet datatapsituasjoner.