Як відновити дані з масиву RAID 1?

Масив RAID 1 це, мабуть, найнадійніший тип RAID, проте навіть він може виходити з ладу. У цій статті ми розглянемо основні причини несправностей масивів першого типу і розберемось, як відновити дані з RAID 1 масиву у разі непередбачуваних ситуацій в його роботі.

Зміст

1. Принцип роботи масиву RAID 1
2. Головні недоліки масиву RAID 1
3. Причини виходу масиву RAID 1 з ладу
4. Що робити, якщо RAID 1 не може активувати Spare Disk (запасний диск)?
5. Як замінити пошкоджений накопичувач RAID 1 в Linux?
6. Як замінити пошкоджений накопичувач RAID 1 у Windows?
7. Як відновити дані у разі виходу з ладу RAID 1?

Багато користувачів, які турбуються про збереження важливих даних, вибирають масив RAID 1 як основне сховище. Наприклад, цей тип RAID використовують фінансисти для зберігання фінансових звітів та невеликих баз даних, які вони використовують у своїй повсякденній роботі та які мають велике значення. Це пояснюється високою надійністю масиву RAID 1. У той же час, незважаючи на всю видиму надійність, не можна нехтувати резервним копіюванням важливих даних, адже навіть RAID 1 не здатний гарантувати збереження даних на сто відсотків. Для того, щоб розібратися, чому це так, давайте розглянемо будову масиву RAID 1, його переваги та недоліки, а також можливі ризики втрати важливої ​​інформації.

Принцип роботи масиву RAID 1

RAID 1 являє собою тип дискового масиву, в якому кожен другий накопичувач є точною копією попереднього. Саме тому його ще називають «дзеркальним». Тобто, це не резервна копія даних, а так звана надмірність томів на дисках. Коли виконується запис інформації, контролер одночасно записує їх на кілька дисків (а не на один, як зазвичай). Звідси сильне зниження швидкості запису даних. Наприклад, якщо запис архіву розміром 10 ГБ на звичайний жорсткий диск займає 5 хв, запис цього ж файлу на масив RAID 1, що складається з трьох дисків, триватиме, відповідно, 15 хв (оскільки система запише 30 ГБ даних (тричі по 10 ГБ)) . У той же час, зчитування інформації відбуватиметься втричі швидше, оскільки інформація зчитується одночасно з трьох дисків (як у випадку з RAID 0). Принцип запису інформації зображено на ілюстрації нижче.

Звідси можна зробити висновок, що масив RAID 1 підходить для користувачів, які зберігають цінну інформацію і піклуються насамперед про її збереження, не зважаючи на низьку швидкість запису даних. Але якщо вам важливі швидкість передачі інформації – вам варто придивитися до інших типів RAID. Про всі переваги та недоліки різних конфігурацій RAID масивів ви можете прочитати у статті «Що таке RAID і як використовуються різні типи RAID »

Головні недоліки масиву RAID 1

Незважаючи на високий рівень збереження даних, масив RAID 1 має певні недоліки. Насамперед, якщо ви хочете збільшити рівень надійності у масиві RAID 1, ви можете використовувати більше двох дисків. Чим вище кількість накопичувачів – тим вища надійність. Однак звідси випливає перший недолік RAID 1 – ціна за Гігабайт пам’яті.

Вся справа в тому, що незалежно від того, скільки дисків ви додали в масив, вам буде доступний обсяг пам’яті лише найменшого з накопичувачів (тому варто використовувати диски з однаковими характеристиками). Всі інші гроші будуть витрачені на підвищення безпеки даних, оскільки на накопичувачах, що залишилися, будуть зберігатися копії інформації, а значить вони не будуть доступні для користувача.

Ще одним недоліком є ​​(як згадувалося вище) швидкість запису інформації. Тобто, чим більше накопичувачів ви використовуватимете, тим нижче буде швидкість запису даних. А максимальна швидкість запису інформації безпосередньо залежатиме від найповільнішого накопичувача, тому що поки один блок інформації не буде записаний на всі диски, запис другого блоку не почнеться. До речі, це ще одна причина, чому рекомендується використовувати ідентичні накопичувачі.

Багато програмних контролерів не підтримують «гарячу заміну» пошкоджених накопичувачів. Відповідно, для того, щоб замінити диск, доведеться відключити живлення. Це робить вкрай незручним використання масиву RAID 1 на серверах, які використовуються великою кількістю людей, оскільки відключення живлення призведе до недоступності даних. Найкраще для цих цілей використовувати апаратні контролери, які можуть забезпечити підтримку «гарячої заміни» дисків.

Однак апаратні контролери дорожчі за програмні, що також позначиться на загальній вартості масиву RAID 1.

Цей рівень RAID чудово підходить для домашніх серверів з важливою інформацією, для яких достатньо двох дисків. У цьому випадку ціна масиву буде не дуже великою, плюс можна використовувати програмний контролер, що дозволить знизити загальну вартість масиву.

Причини виходу масиву RAID 1 з ладу

Причин, здатних вивести RAID 1 з ладу не так вже й багато, але вони існують. Першою та однією з найбільш значущих є перепади електрики та раптове відключення живлення. Через перебої з електрикою нерідко виходить з ладу контролер, який відповідає за розподіл даних.

Для того, щоб відновити працездатність масиву, доведеться використовувати контролер точно такої ж фірми або операційної системи, тому що вони не взаємозамінні, адже відновити дані, просто підключивши накопичувач як звичайний диск, не вийде.

Крім того, немає жодної гарантії, що після заміни контролера (навіть якщо це буде така сама модель) дані знову будуть доступні. Вся справа в тому, що новий контролер може не «знати», де саме на диску знаходиться початковий блок інформації, і не зможе правильно побудувати RAID масив.

У такій ситуації краще витягти дані з накопичувачів, створити масив заново та скопіювати дані з відновленої копії назад. Про те, як відновити дані з масиву RAID 1, читайте в останньому пункті цієї статті.

Іноді трапляються випадки, коли перепади електроенергії виводять з ладу відразу всі диски. У такій ситуації процес відновлення даних дуже ускладнюється, тому що потрібно спочатку усунути фізичну проблему накопичувача, замінивши зламані деталі, і вже тоді приступати до відновлення даних.

Ще однією причиною втрати інформації (і, мабуть, найпоширенішою) є людський фактор. Нерідко системні адміністратори недбало ставляться до своєї роботи, через що користувачі втрачають важливі дані як наслідок випадкового видалення або форматування цілого масиву, диска або розділу. У цій ситуації повернути дані штатним способом не вдасться. Потрібне програмне забезпечення для відновлення даних.

Що робити, якщо RAID 1 не може активувати Spare Disk (запасний диск)?

Операційна система Linux підтримує додавання так званих Spare дисків. Spare Disk – це накопичувач, який використовується в масиві як запасний. У разі поломки одного з дисків, він задіюється автоматично, і всі дані копіюються на нього.

Для користувача цей процес проходить непомітно. Він тільки отримає повідомлення, що задіяний запасний накопичувач і що поламаний диск можна витягти. Як бачите, це дуже зручна функція, що дозволяє підвищити рівень безпеки даних. В операційній системі Linux за побудову та нормальне функціонування RAID масивів відповідає утиліта “mdadm“. Однак, іноді вона може працювати не зовсім коректно, і тоді RAID 1 масив не може активувати запасний диск.

Це може статися з таких причин:

• Помилки читання під час синхронізації – вирішується повторним перепідключенням накопичувача або його заміною;
• Пошкоджені сектори на диску – якщо в якості spare диска використовується накопичувач із занадто великою кількістю пошкоджених секторів, mdadm не додасть його до масиву, оскільки ймовірність того, що цей накопичувач вийде з ладу найближчим часом, дуже висока, відповідно копіювати інформацію на такий диск не має сенсу. Користувач отримає повідомлення, що один із дисків масиву вийшов з ладу, а запасний диск не був задіяний;
• Пошкоджений кабель підключення або неправильно підключений spare disk – іноді mdadm не може активувати запасний накопичувач через те, що кабель підключення не був дотиснутий до кінця, або він пошкоджений. Відповідно утиліта просто не знайде потрібний диск і не зможе його активувати;
• Пошкоджений диск – користувач може навіть не здогадуватися, що його накопичувач зламаний або працює неправильно. Наприклад, іноді може виходити з ладу контролер жорсткого диска або SSD. У цій ситуації утиліта також не зможе активувати запасний диск при потребі.

Яка б не була причина того, що контролер масиву не може задіяти запасний диск, важливо відразу ж її виправити, а краще запобігти її винекненню. Для цього використовуйте лише справне обладнання, в якому ви на 100% упевнені. В іншому випадку ви можете втратити важливі дані.

Як замінити пошкоджений накопичувач RAID 1 в Linux?

Цю частину статті дуже важливо прочитати користувачам-початківцям, оскільки часто вони не вміють правильно замінювати поламаний диск і або запускають процес ініціалізації масиву, або перебудовують масив заново. Кожна з цих дій незмінно веде до втрати даних.

Насамперед, вам слід ознайомитися з процесом заміни диска для вашого рівня дискового масива, оскільки процедура заміни буде відрізнятися залежно від типу контролера та рівня RAID масиву. В першу чергу, перевірте, чи підтримує ваш контролер гарячу заміну диска, так як від цього залежить те, чи будете ви відключати живлення масиву.

Отже, процедура заміни пошкодженого диска в RAID 1 виглядає таким чином:

1. Зробіть резервну копію всіх важливих даних, оскільки користувачі часто втрачають інформацію саме під час заміни пошкодженого диска.

   Якщо ваш RAID 1 масив знаходиться в робочому стані, ви можете просто скопіювати потрібні файли в інше місце. Якщо ваш масив видав помилку і не запускається, відновіть дані за допомогою RS RAID Retrieve. Відновлення інформації детально розписано в останньому пункті цієї статті.

2. Якщо ви використовуєте програмний контролер, позначте диск як пошкоджений, а потім видаліть його з масиву. Для цього виконайте в терміналі одна за одною наступні команди:

   # mdadm /dev/md0 -f /dev/sda2

   # mdadm /dev/md0 --remove /dev/sda2

   Варто зазначити, що sdb2 – це диск, який підключений до другого SATA порту. Про всяк випадок нагадаємо, що в операційній системі Linux диски ідентифікуються таким чином:

   • sd – літери, що позначають тип підключення SATA;
   • a – це номер диска. Наприклад, a – це перший диск, b – другий, c – третій тощо.
   • 2 – це розділ на диску;

   Тобто sda2 це другий розділ на першому SATA диску.

3. Бажано відключити живлення, навіть якщо ваш контролер підтримує функцію hot spare (гаряча заміна диска). Це дозволить безпечно працювати з масивом та виключити ймовірність коротких замикань і інших проблем. Єдиним варіантом, коли можна не відключати живлення, є заміна диска на сервері, яким користується велика кількість людей. І навіть у цій ситуації краще або перенести дані на інший сервер (якщо у вас є такий), або зробити попередження про сервісні роботи.
4. Підключіть новий диск до масиву та увімкніть живлення. Потім скопіюйте таблицю розділів на новий накопичувач за допомогою утиліти sfdisk. Для цього виконайте команду:

   # sfdisk -d /dev/sda2 | sfdisk /dev/sdb

   де /dev/sda2 — це вихідний, а /dev/sdb — новий диск, на який копіюється таблиця розділів.

   Якщо у вашій системі sfdisk відсутня, встановити її можна, виконавши в терміналі команду:

   apt install sgdisk/sfdisk

5. Тепер потрібно дати команду утиліті mdadm включити новий диск у масив, щоб контролер скопіював на нього інформацію та працював з ним як із частиною масиву. Якщо розділів кілька, цю операцію потрібно зробити для кожного розділу:

   # mdadm /dev/md125 -a /dev/sdb1

   # mdadm /dev/md125 -a /dev/sdb2

   # mdadm /dev/md125 -a /dev/sdb3

   Після цього розпочнеться процес розбудови вашого масиву. У жодному разі не відключайте живлення поки він не закінчиться. Після того, як новий диск буде додано, ви знову зможете використовувати ваш RAID 1 масив, як і раніше.

Як замінити пошкоджений накопичувач RAID 1 у Windows?

В операційній системі Windows, якщо диск масиву виходить з ладу, то в диспетчері дисків він отримує статус несправного накопичувача «​​Надмірність, що відмовила».

Алгоритм заміни диска виглядає таким чином:

1. Зробіть резервну копію всіх важливих файлів, щоб не втратити інформацію, якщо щось піде не так.
2. Вимкніть живлення, а потім замініть пошкоджений накопичувач на новий. Після цього знову увімкніть живлення комп’ютера. Клацніть правою кнопкою миші на «Пуск» та виберіть «Керування дисками».
3. У вікні «Керування дисками» з’явиться пропозиція використовувати новий диск. Натисніть кнопку OK. Після цього клацніть правою кнопкою миші та виберіть «Перетворити на динамічний диск».
4. Ви побачите вікно перетворення дисків. У цьому вікні позначте диск галочкою і натисніть «ОК».
5. Клацніть правою кнопкою миші на вашому масиві та оберіть «Видалити дзеркало». Перед вами відчиниться вікно видалення дзеркала. Виберіть відсутній диск (той, який ми раніше вилучили), клацніть на ньому правою кнопкою миші і виберіть «Вилучити диск».
6. Клацніть правою кнопкою миші на диску, який залишився в масиві, та виберіть «Додати дзеркало». У вікні виберіть новий диск і натисніть Додати дзеркальний том.

   Після цього з’явиться вікно із попередженням, що вибрані диски будуть конвертовані в динамічні. Натисніть «ОК», після чого новий диск буде успішно доданий до масиву RAID 1.

Як відновити дані у разі виходу з ладу RAID 1?

Попри всю надійність масиву RAID 1, користувачі іноді втрачають цінну інформацію. Причин цього може бути досить багато – починаючи з випадкового видалення даних або форматування масиву і закінчуючи втратою даних під час заміни пошкодженого диска. У будь-якому випадку, перед тим, як вживати якісь заходи, слід потурбуватися про безпеку інформації. Наприклад, якщо ваш масив перестав запускатися – слід насамперед витягти дані з дисків масиву і вже потім приступати до різноманітних маніпуляцій з дисками масиву або контролером.

Для того, щоб відновити дані з масиву RAID 1:

Крок 1: Завантажте та встановіть RS RAID Retrieve. Запустіть програму після встановлення. Перед вами відкриється RAID конструктор. Натисніть Далі.

Крок 2: Виберіть тип додавання RAID масиву для сканування. RS RAID Retrieve пропонує три варіанти:

• Автоматичний режим – дозволяє просто вказати диски, з яких складався масив, і програма автоматично визначить їхній порядок, тип масиву та інші параметри;
• Пошук виробника – цю опцію слід вибрати, якщо вам відомий виробник вашого RAID контролера. Ця опція також автоматична і не вимагає будь-яких знань про структуру масиву RAID. Наявність даних про виробника дозволяє скоротити час на побудову масиву, відповідно, цей варіант швидший за попередній;
• Створення вручну – цю опцію варто використовувати, якщо ви знаєте який тип RAID масиву ви використовуєте. У цьому випадку ви можете вказати всі параметри, які ви знаєте, інші програма визначить автоматично.

Після того, як виберете потрібний варіант, натисніть Далі.

Крок 3: Виберіть диски, з яких складався RAID масив, і натисніть Далі. Після цього розпочнеться процес виявлення конфігурацій масиву. Після завершення натисніть Готово.

Крок 4: Після того, як конструктор збере масив, він буде відображатися як звичайний накопичувач. Двічі клацніть на ньому. Перед вами відкриється Майстер відновлення файлів. Натисніть Далі.

Крок 5: RS RAID Retrieve запропонує просканувати ваш масив на наявність файлів для відновлення. Вам буде доступно дві опції: швидке сканування та повний аналіз масиву. Виберіть потрібний варіант. Потім вкажіть тип файлової системи, яка використовувалася у вашому масиві. Якщо ця інформація вам не відома – позначте галочкою всі доступні варіанти, як на скріншоті. RS RAID Retrieve підтримує ВСІ сучасні файлові системи.

Коли все налаштовано, натисніть Далі.

Крок 6: Розпочнеться процес сканування масиву. Коли він закінчиться, ви побачите початкову структуру файлів і папок. Знайдіть необхідні файли, клацніть правою кнопкою миші та виберіть Відновити.

Крок 7: Вкажіть місце, де будуть записані відновлені файли. Це може бути жорсткий диск, ZIP-архів або FTP-сервер. Натисніть Далі.

Після натискання кнопки “Далі” програма почне процес відновлення. Коли він завершиться – вибрані файли будуть у вказаному місці.

Після того, як усі файли успішно відновлені, створіть заново RAID 1 масив, а потім скопіюйте файли назад.

Як бачите, процес відновлення даних з RAID 1 масиву досить простий і не вимагає глибоких знань ПК, відповідно RS RAID Retrieve є чудовим додатком як для професіоналів, так і для початківців.