С развитием ІТ технологий и внедрением их в повседневную жизнь людей ценность данных вышла на новый уровень. Лучшие компьютерные инженеры разработали технологию RAID, главным предназначением которой является предотвращение потери информации, однако, как показывает практика, даже RAID массивы могут ломаться. В этой статье мы рассмотрим главные причины выхода из строя массивов RAID 3 и RAID 4, а также способы восстановления утерянных данных.
Содержание
- Принцип работы массивов RAID 3 и RAID4
- Разница между RAID 3 и RAID4
- Причины потери данных на массивах RAID 3 и RAID4
- Что делать, если массив RAID 3 или RAID 4 вышел из строя?
- Сравнение с современными RAID уровнями
- Миграция с RAID 3/4 на более современные решения
Принцип работы массивов RAID 3 и RAID4
Начнем с того, что для того, чтобы построить RAID массив третьего или четвертого уровня нужно минимум три диска. Это требование объясняется особенностями работы массива. Все дело в том, что в RAID 3 и RAID 4, используется технология чередования (также, как и в RAID 0), плюс третий диск выделен специально для контроля четности. Значение по четности автоматически высчитывается во время записи информации на диски и записывается на выделенный накопитель. В дальнейшем это значение используется во время передачи данных (перемещение или копирование) и позволяет проверить целостность информации. В случае возникновения ошибок для восстановления утерянной информации рассчитывается эксклюзивная информация для каждого диска.
Стоит отметить, что скорость работы при такой организации работы будет заметно выше, чем при использовании массива RAID 1 плюс в случае выхода из строя одного диска массив продолжит свою работу. Пользователь только увидит соответствующее сообщение и заметит снижение производительности. В этом случае нужно немедленно заменить вышедший из строя диск, в противном случае информация моет быть утеряна.
Если же сравнить массивы RAID 0 (Страйпинг) и RAID 3 или RAID 4 – то скорость работы последних двух вариантов будут заметно ниже, так как на запись контрольной суммы на третий диск уходит время.
Нельзя не упомянуть, что RAID 3 и RAID 4 не получили сильного распространения и на сегодняшний день используется достаточно редко по причине очень низкой скорости работы при многочисленных одновременных запросах информации. Все дело в том, что процедура считывания/записи информации происходит на всех дисках одновременно, в то время как данные контроля четности хранятся на отдельном выделенном носителе и при такой организации работы массив физически не может обеспечить нужную скорость работы. Поэтому массивы RAID 3 и RAID 4 лучше использовать, например, для потоковой передачи видео, стримингов и т.д., когда происходит длительная передача информации с минимальным количеством запросов ввода/вывода.
Разница между RAID 3 и RAID4
Массивы RAID 3 и RAID 4 очень похожи между собой. У них одинаковая структура и минимальное количество дисков, необходимых для нормальной работы. Оба этих массива используют выделенный диск для записи данных контроля четности, которые используются для восстановления утерянных данных в случае необходимости. Главное отличие заключается в размере минимального блока, который записывается на диски. В RAID 4 данные разбиваются не на байты (как в RAID 3), а на блоки. Это позволяет частично решить проблему низкой скорости записи при одновременных запросах ввода/вывода. Однако, поскольку расчет четности и ее запись на отдельный диск является слабым местом на сегодняшний день массивы RAID 3 и RAID 4 используются крайне редко ввиду наличия более быстрых уровней RAID, которые позволяют обеспечить высокий уровень защиты данных без снижения производительности. Более детально вы можете прочесть в статье «Виды RAID массивов – какой тип стоит выбрать?»
Причины потери данных на массивах RAID 3 и RAID4
RAID массивы позволяют обеспечить целостность данных в случае поломки накопителя, однако помимо этой есть достаточно других причин из-за которых пользователи могут потерять важную информацию. Например, главным врагом RAID массивов (как и любой техники принципе) являются перепады напряжения, из-за которых одновременно могут выйти из строя несколько накопителей. В этой ситуации восстановить утерянные данные достаточно трудно, так как в первую очередь придется заменить вышедшие детали для каждого диска и уже тогда приступать непосредственно к восстановлению информации. Кроме того, контроллер (как аппаратный, так и программный) особо чувствителен к резкому отключению питания либо перепадам напряжения. Поскольку он отвечает за распределение информации между накопителями – даже в случае его замены на идентичный восстановить работоспособность массива получается не всегда. Все дело в том, что новый контроллер не сможет определить где именно находится начальный блок информации и соответственно не сможет правильно построить массив. Поэтому, при создании RAID массива любого уровня в первую очередь позаботьтесь о бесперебойном источнике питания, который поможет избежать многих проблем в будущем.
Среди наиболее часто встречающихся причин выхода RAID 3 и RAID 4 массивов из строя можно также отметить ошибки пересбора массива после перезагрузки системы. Обычно контроллер не может заново пересобрать массив из-за слишком большого количества битых секторов, которые приводят к ошибкам во время перестройки массива, неправильного подключения накопителей (часто наблюдается после сервисного обслуживания), либо поврежденных кабелей подключения.
Человеческий фактор является еще одной причиной потери важной информации. Даже если все правильно настроено и массив работает корректно нельзя исключать вероятность случайного удаления файлов, форматирования раздела или неправильных манипуляций с данными и т.д. В этом случае однозначно придется использовать ПО для восстановления данных. Наилучшим вариантом будет использование программы RS RAID Retrieve, так как она очень проста в использовании и позволяет восстановить данные даже в самых сложных ситуациях.
Сбои в работе операционной системы также могут влиять на работоспособность RAID 3 и RAID 4. Особенно это актуально для массивов RAID, которые построены на программном контроллере, так как в этом случае работоспособность массива напрямую зависит от работы операционной системы и в случае сбоев вы почти наверняка получите неработоспособный RAID массив. Аппаратные контроллеры менее зависимы от работы операционной системы, но цена на них заметно выше, в то время, как программный RAID массив можно собрать практически в любой ОС. Информацию о том, как собрать программный RAID можно найти в статье «Программный RAID — преимущества и недостатки»
Работа RAID массива может быть нарушена из-за действий вирусов или рекламного ПО, причем вирус может не только удалить, повредить или сделать файлы нечитаемыми, но и стать причиной повреждений логической структуры диска, что в свою очередь сильно скажется на производительности массива или на его запуске. Поэтому настоятельно рекомендуется регулярно проверять массив на наличие вредоносного ПО. Воспользоваться можно как платными, так и бесплатными решениями.
Ну и напоследок нельзя не упомянуть сбои в логической структуре накопителей. Они могут возникать по разным причинам, например, либо из-за ошибок в работе контроллера, либо из-за большого количества бед блоков на носителе. В любом случае ваш RAID 3 или RAID 4 массив начнет либо тормозить и выдаст уведомление о сбоях в работе диска, либо вовсе перестанет запускаться. Поэтому мы настоятельно рекомендуем использовать только высококачественные комплектующие, в работоспособности которых вы будете уверены на 100%.
Что делать, если массив RAID 3 или RAID 4 вышел из строя?
Работоспособность RAID 3 и RAID 4 массива во многом зависит от степени его обслуживания (анализа состояния накопителей, удаления мусора для обеспечения скорости работы, исправления программных ошибок и т.д). Однако даже при правильном обслуживании непредвиденные ситуации случаются. Особенно часто наблюдаются случаи, когда пользователи удаляют ненужную информацию, но потом оказывается, что эти данные нужны и их необходимо вернуть. Какой бы не была причина потери информации — важно знать, как правильно действовать чтобы, во-первых, не повредить информацию на дисках и во-вторых: обеспечить максимальную вероятность успешного восстановления данных.
В первую очередь нужно извлечь данные с массива RAID 3 RAID 4 и только после этого приступать к восстановлению работоспособности массива.
Для того, чтобы это сделать следует:
Шаг 1: Скачайте и установите RS RAID Retrieve. Запустите приложение после установки. Перед вами откроется встроенный «RAID конструктор«. Нажмите «Далее«
Автоматическое восстановление любых RAID массивов
Шаг 2: 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 3: Выберите диски, из которых состоял RAID массив и нажмите «Далее«. После этого начнется процесс обнаружения конфигураций массива. После его завершения нажмите «Готово«
Шаг 4: После того, как конструктор соберет массив — он будет отображаться как обыкновенный накопитель. Дважды щелкните на нем. Перед вами откроется Мастер восстановления файлов. Нажмите «Далее«
Шаг 5: RS RAID Retrieve предложит просканировать ваш массив на наличие файлов для восстановления. Вам будет доступно две опции: быстрое сканирование и полный анализ массива. Выберите нужный вариант. Затем укажите тип файловой системы, которая использовалась в вашем массиве. Если эта информация вам не известна — отметьте галочкой все доступные варианты как на скриншоте. Стоит отметить, что RS RAID Retrieve поддерживает ВСЕ современные файловые системы.
Когда все настроено — нажмите «Далее«
Шаг 6: Начнется процесс сканирования массива. Когда он закончится вы увидите прежнюю структуру файлов и папок. Найдите необходимые файлы, щелкните на них правой кнопкой мыши и выберите «Восстановить«
Шаг 7: Укажите место куда будут записаны восстановленные файлы. Это может быть жесткий диск, ZIP-архив или FTP-сервер. Нажмите «Далее«
После нажатия кнопки «Далее» программа начнет процесс восстановления. Когда он завершится — выбранные файлы будут в указанном месте.
После того, как все файлы успешно восстановлены — создайте заново RAID 3 или RAID 4 массив, а затем скопируйте файлы обратно.
Как видите, процесс восстановления данных с массивов RAID 3 и RAID 4 достаточно прост и не требует глубоких знаний ПК, соответственно RS RAID Retrieve является отличным приложением как для профессионалов, так и для начинающих пользователей.
Сравнение с современными RAID уровнями
Почему RAID 5/6 предпочтительнее
Несмотря на то, что RAID 3 и RAID 4 были революционными технологиями в свое время, современные IT-системы отдают предпочтение более продвинутым решениям, таким как RAID 5 и RAID 6. Рассмотрим основные причины этого перехода.
Производительность и многозадачность
RAID 5 решает главную проблему RAID 3/4 – узкое место в виде выделенного диска четности. В RAID 5 информация четности распределяется равномерно по всем дискам массива, что позволяет:
- Обрабатывать множественные запросы на чтение/запись одновременно
- Использовать все диски параллельно, а не ожидать освобождения диска четности
- Достигать значительно более высокой производительности при случайных операциях ввода-вывода
Сравнение производительности:
- RAID 3/4: При множественных запросах производительность падает в 3-5 раз
- RAID 5: Производительность остается стабильной даже при высокой нагрузке
Масштабируемость
RAID 6 идет еще дальше, предоставляя двойную четность, что означает:
- Возможность потери двух дисков одновременно без потери данных
- Повышенную надежность для критически важных систем
- Лучшую защиту во время процесса восстановления массива
Совместимость с современным оборудованием
Современные контроллеры и операционные системы оптимизированы для работы с RAID 5/6:
- Аппаратная акселерация вычислений четности
- Улучшенные алгоритмы восстановления
- Поддержка дисков большого объема (8TB+)
| Параметр | RAID 3/4 | RAID 5 | RAID 6 |
|---|---|---|---|
| Минимум дисков | 3 | 3 | 4 |
| Полезная емкость | (n-1)/n | (n-1)/n | (n-2)/n |
| Устойчивость к отказам | 1 диск | 1 диск | 2 диск |
| Производительность записи | Низкая | Средняя | Средняя |
| Производительность чтения | Высокая | Высокая | Высокая |
Миграция с RAID 3/4 на более современные решения
Переход с устаревших RAID 3/4 на современные уровни требует тщательного планирования и поэтапного подхода.
Стратегии миграции
Существует две основные стратегии миграции, каждая из которых имеет свои преимущества и подходит для разных ситуаций.
Стратегия полной замены является рекомендуемым подходом, поскольку обеспечивает максимальную производительность, современные функции безопасности и полную совместимость с новым оборудованием. Этот метод включает создание полной резервной копии всех данных, приобретение и тестирование нового оборудования в изолированной среде. После подготовки происходит установка нового RAID-контроллера, создание RAID 5/6 массива и восстановление данных из резервной копии. Заключительный этап включает остановку работы старой системы, активацию новой конфигурации и тщательную проверку целостности всех данных.
Поэтапная миграция больше подходит для критически важных систем с ограниченным временем простоя. На первом этапе к существующей системе подключаются дополнительные диски и создается временный RAID 5 массив. Второй этап включает копирование данных на новый массив и проверку их целостности. На финальном этапе приложения перенаправляются на новый массив, после чего старая конфигурация удаляется.
После успешной миграции с RAID 3/4 можно ожидать значительных улучшений производительности, включая увеличение скорости случайных операций в 2-4 раза, снижение времени отклика системы на 30-50% и улучшение производительности приложений.
