Причины выхода из строя RAID массивов

В современном мире все уже давно поняли какой ценностью обладает информация и какой огромный потенциал заложен в развитии IT технологий. Поскольку сервера и компьютеры могут выходить из строя – автоматически возник вопрос как обеспечить безопасность данных, так как их потеря важной информации может обанкротить целые компании, а убытки могут достигать многих миллионов. В свою очередь это привело в появлению RAID массивов – технологии, которая призвана предотвратить потерю информации путем объединения нескольких накопителей в один массив. Однако, как показала практика – RAID массивы также могут ломаться.

В этой статье мы рассмотрим главные причины выхода из строя RAID массивов.

Содержание

История развития RAID

В самом начале развития компьютерных технологий все внимание было направлено на том, как сделать компьютеры максимально удобными для пользователя. В те времена не существовало понятия «персональный компьютер», так как наиболее часто компьютеры использовались в военной промышленности (но там совсем другая история, так как военная индустрия обладает своими наработками по безопасности информации и т.д.) и в больших корпорациях. Но в те времена функционал компьютеров был очень небольшим и с ними по большей части работали программисты.

Даже в 1970х годах, когда Apple и Microsoft начали свою деятельность – вопрос о безопасности данных не был на первом месте. Все изменилось с появлением и развитием интернета, который начал охватывать все больше и больше стран и позволял пользователям обмениваться информацией. Стоит также отметить, что к тому времени все уже привыкли к персональным компьютерам и поняли, что они способны сильно облегчить жизнь обрабатывая огромные массивы информации. С появлением цифровых фотоаппаратов и видеокамер для личного использования всем стало ясно, что персональные компьютеры так или иначе будут практически в каждом доме. После этого начался бум цифровой индустрии, который автоматически поднял вопрос о безопасности данных. Немало этому посодействовали большие компании, которые уже в те времена обладали большими серверами для хранения данных, от которых сильно зависел уровень их эффективности. Поэтому, в 1987 году были придуманы RAID массивы. Их главным заданием было избежание потерь важной информации и поскольку технология была эффективной и предлагала на выбор несколько вариантов защиты данных, в зависимости от потребностей пользователя – она быстро приобрела распространение. Примерно так выглядит блок дисков, объединенных в RAID:

Несмотря на то, что никакой стандартизации не проводилось – следующие уровни массива RAID были приняты как стандарт:

RAID 1 – зеркальный массив, при использовании которого каждый диск является полной копией другого;
RAID 2 – массив дисков, в котором используется код Хемминга;
RAID 3,4 — дисковые массивы с чередованием и выделенным диском чётности;
RAID 5 — дисковый массив с чередованием и отсутствием выделенного диска чётности;
RAID 0 – дисковый массив, главным заданием которого является увеличение скорости записи/чтения данных и полностью отсутствует избыточность;

Все остальные типы RAID массивов (такие как RAID 10, RAID 50 и т.д.) построены на вышеперечисленных типах RAID и так или иначе используют их концепцию.

Использование массивов RAID оказалось настолько эффективным, что на сегодняшний день практически все современные хранилища данных (сервера, NAS и т.д.) используют RAID массивы в том или ином виде.

Однако, несмотря всю надёжность такого решения стоит отметить, что вероятность потери данных все же осталась (хоть и сильно снизилась) так как даже RAID массивы иногда выходят из строя. Это может происходить по многим причинам и для того, чтобы узнать больше информации на эту тему читайте следующий пункт этой статьи.

Что такое деградированный режим RAID?

RAID массив как и обычные диски может подвергаться сбоям рода и в случае, если один из дисков выйдет из строя – весь массив перейдет в так называемый «Деградированный режим» В этом режиме данные остаются доступными и массив продолжает свою работу но с сильным снижением производительности. За переход массива в «деградированный режим» отвечает контроллер, который переводит массив в этот режим в случае обнаружение сбоев в работе любого из дисков массива или полного отсутствия одного из дисков. В случае перехода массива в деградированный режим пользователь увидит сообщение «DegradedArray event was detected on device md dev/md/1» либо «ARRAY IS DEGRADED – 1 disk is missing»

Также о переходе массива в деградированный режим может свидетельствовать символ «[U_]» при проверке состояния RAID массива в терминале. Обычно он находится возле поврежденного диска и означает, что он рассинхронизирован.

В этом случае следует немедленно заменить поврежденный диск так как в случае выхода из строя еще одного диска все данные массива будут потеряны.

Причины потери данных на RAID массивах

При использовании RAID массивов данные хранятся на таких же накопителях, что и в обычных компьютерах, которые могут ломаться и т.д. Технология RAID позволяет предотвратить потерю данных, но процесс восстановления информации может сильно затянуться, так как нередко при выходе из строя одного накопителя скорость работы всего RAID массива сильно снижается, особенно это актуально, когда речь заходит о терабайтах информации, как например на сервере. Кроме того, в некоторых случаях, чтобы заменить поврежденный носитель на новый – требуется отключение питания, что тоже не очень подходит для серверов. Поэтому лучше всего знать главные причины выхода из строя RAID массивов, чтобы иметь возможность предотвратить неприятности.

Итак, среди основных причин можно выделить следующие:

Выход из строя RAID контроллера

Контроллер RAID массива является одним из наиболее важных элементов, так как именно он отвечает за распределение данных между накопителями и позволяет работать с массивом как с единым накопителем. Если массив прекращает свою работу – наиболее часто это вызвано именно поломкой контроллера. Стоит отметить, что аппаратные контроллеры ломаются немного реже чем программные, но и стоят они на порядок дороже. Кроме того, между аппаратными контроллерами разных производителей нет совместимости. То есть, если вы приобрели контроллер от фирмы Supermicro то для восстановления работоспособности массива вам придется купить такую же модель. В противном случае вам придется создавать массив заново, что приведет к потере данных. Среди причин, из-за которых контроллер выходит и строя можно выделить такие как перепад напряжения или резкое отключение энергии. Это актуально как для аппаратных RAID контроллеров, так и для программных. Поэтому, обязательно позаботьтесь о бесперебойном источнике питания, чтобы обеспечить ваш RAID массив от возможных проблем.

Ошибка пересборки/сборки RAID массива

Во время каждой перезагрузки компьютера RAID массив пересобирается заново и от того, пройдет ли сборка нормально зависит дальнейшая работа массива. Если во время перестройки массива произойдёт перепад напряжения или другое форс-мажорное событие – массив не будет пересобран, и пользователь моет потерять данные.

Выход накопителя из строя

Все мы знаем, что главным предназначением RAID массивов является защита данных на случай выхода из строя одного или двух дисков. Обычно RAID массив без проблем справляется с этой задачей. Но иногда случаются ситуации, когда при выходе одного или нескольких дисков повреждаются данные на соседнем носителе и в такой ситуации RAID массив может оказаться полностью неработоспособным, что в свою очередь приведет к потере информации. Поэтому настоятельно рекомендуется периодически проверять состояние накопителей, из которых построен RAID массив.

Отсутствие разделов массива

Для обеспечения нормальной работы RAID массивов применяется технология чередования, главной задачей которой является распределение информации меду дисками в рамках одного логического тома. Это позволяет обеспечить высокий уровень производительности и защиты данных, однако, если механизм чередования будет повреждён – данные окажутся недоступными, даже если физически они в полной сохранности. Все дело в том, что RAID массив просто не смоет определить диски с данными и соответственно не сможет собрать массив для дальнейшей работы.

Поломка сервера

Хост компьютер, как и любой другой может поломаться или дать сбой. Это в свою очередь отобразится на RAID массиве. В 70% таких случаев данные оказываются недоступными.

Все вышеперечисленные поломки являются наиболее часто встречающимися причинами выхода из строя RAID массивов. Обычно, после таких поломок приходится использовать стороннее ПО для восстановления данных. О том, как восстановить данные на RAID массиве читайте в следующем пункте этой статьи.

Что делать при сбое RAID массива или если RAID массив не собирается после перезагрузки?

Если ваш RAID массив перестал работать после сбоя, либо не собирается после перезагрузки то для восстановления рабочего состояния без потери данных вам следует сначала извлечь данные массива, чтобы не повредить их во время восстановления работоспособности RAID. Для этого следует:

Шаг 1: Выключите питание вашего компьютера/сервера или NAS устройства и отсоедините накопители, из которых состоял RAID массив.

Шаг 2: Подсоедините эти диски в рабочему компьютеру (предварительно отключив его питание).

Шаг 3: Включите рабочий компьютер. Затем скачайте и установите програму RS RAID Retrieve следуя подсказкам мастера установки Windows.

Мы специально выбрали эту программу, так как она обладает широкими возможностями восстановления данных и интуитивно-понятным интерфейсом одновременно, а значит она отлично подходит как для неопытных пользователей, так и для профессионалов.

Шаг 4: Запустите программу RS RAID Retrieve дважды кликнув по иконке на рабочем столе. Перед вами откроется встроенный RAID конструктор.

Шаг 5: Выберите тип добавления RAID массива для сканирования. RS RAID Retrieve предлагает на выбор три варианта:

Автоматический режим – позволяет просто указать диски, из которых состоял массив, и программа автоматически определит их порядок, тип массива и остальные параметры;
Поиск по производителю – эту опцию следует выбрать, если вам известен производитель вашего RAID контроллера. Эта опция также автоматическая и не требует каких-либо знаний о структуре RAID массива. Наличие данных о производителе позволяют сократить время на построение массива, соответственно она быстрее предыдущей;
Создание вручную – эту опцию стоит использовать если вы знаете какой тип RAID массива вы используете. В этом случае вы можете указать все параметры, которые вам известны, а те, которых вы не знаете – программа определит автоматически.

После того, как выберите подходящий вариант – нажмите «Далее»

Шаг 6: Выберите диски, из которых состоял RAID массив и нажмите «Далее». После этого начнется процесс обнаружения конфигураций массива. После его завершения нажмите «Готово»

Шаг 7: В окне программы выберите ваш массив, щелкните по нему правой кнопкой мыши и выберите «Сохранить диск», а затем укажите место для сохранения копии диска и снова нажмите «Сохранить»

После этого начнется копирование файлов в указанное место. Вы также можете сохранить отдельные файлы или восстановить потерянные данные, если нужно. Для этого дважды щелкните на массиве и выберите тип сканирования. RS RAID Retrieve предлагает на выбор два типа сканирования: быстрое сканирование и полное сканирование. Первый вариант стоит выбрать если вы просто хотите скопировать файлы на другой носитель, а второй вариант выберите если хотите восстановить утерянные данные.

Также на этом этапе выберите тип файловой системы вашего массива. RS RAID Retrieve поддерживает ВСЕ современные файловые системы. Теперь, когда все настроено, нажмите «Далее».

Начнётся процесс сканирования массива, по завершении которого вы увидите прежнюю структуру файлов и папок.

Шаг 8: Выберите файл, который хотите восстановить и жажды на нем щелкните. Затем выберите место, куда хотите восстановить утерянный файл. Это может быть жесткий диск, ZIP-архив, или FTP-сервер. Главное, чтобы место записи нового файлов отличалось от дисков массива. Затем нажмите «Восстановить»

Теперь, когда данные находятся в безопасности – можно приступать к восстановлению работоспособности самого массива. В первую очередь нужно найти причину проблемы и устранить ее.

RAID массив мажет не пересобираться после перезагрузки по следующим причинам:

Ошибка в файле mdadm.conf (он находится не в том месте, или файл не существует);
Ошибка сборки;
Вирус или вредоносное ПО;
Поврежденные сектора на RAID-дисках;
Человеческая ошибка;
Другие причины;

Первые две причины являются достаточно распространенными, поэтому на них стоит обратить особое внимание.

Если же причина или сбой были на физическом уровне – замените вышедшие из строя нужные элементы.

Если вы не хотите тратить время на исправление программных ошибок – вы можете просто создать RAID массив заново, а затем скопировать данные обратно из сохраненной копии.

Часто задаваемые вопросы

Деградированный режим значит, что один или несколько дисков массива вышли из строя, но массив еще работает. В такой ситуации настоятельно рекомендуется найти причину и заменить вышедшие из строя части.

ДА. Благодаря продвинутым алгоритмам RS RAID Retrieve без проблем перестроит ваш массив и восстановит информацию. Процесс восстановления детально расписан на нашем сайте.

Первым делом вам следует проверить состояние дисков массива, так как именно из-за выхода накопителей из строя наблюдается сильное снижение производительности.

Эта ошибка означает, что один диск не работает. Поэтому, при возникновении такой ошибки проверьте состояние массива и замените нерабочие детали, в противном случае вы можете потерять информацию

Среди главных причин выхода из строя массива RAID можно выделить такие как выход из строя RAID контроллера, выход из строя одного или нескольких дисков, поломки сервера/компьютера/NAS, отсутствие разделов массива и т.д. Более детально читайте на нашем сайте.