Raid массивы

RAID расшифровывается как Redundant Array of Iindependent/Inexpensive Disks — избыточный массив независимых/недорогих жестких дисков, так что понятие RAID массив и жесткий диск неразделимые. Аппаратный массив из нескольких дисков управляется специальным RAID-контроллером и воспринимается системой как единое целое. Программный массив формируется из винчестеров, подключенных к обычным контроллерам, а разделы на них созданы как динамические диски. На верхних уровнях операционной системы такой массив тоже рассматривается как единый диск.

Идея параллельной работы нескольких дисков пришла в массовую технику из мэйнфреймов и серверов данных. Первоначально RAID-контроллеры, преимущественно SCSI, выпускались в виде плат расширения, и в обычные ПК их устанавливали чрезвычайно редко.

На рубеже веков технология RAID проникла на рынок компьютеров для широого круга пользователей. Появились недорогие платы расширения на 2 канала IDE (4 диска), а производители материнских плат стали встраивать RAID-контроллеры в модели класса high-end. Затем поддержка RAID появилась в чипсетах Intel, AMD и NVIDIA, и сегодня практически невозможно встретить материнскую плату без интегрированного контроллера RAID.

Уровни RAID массивов.

На данный момент на рынке представлено множество решений, которые называются уровнями RAID массивов, они имеют численные обозначения от 0 до 9.

1. RAID 0 этот уровень RAID характеризуется повышенной производительностью, то есть увеличенной скоростью записи/чтения информации, он не имеет функции отказоустойчивости.

2. RAID 1 так называемое зеркалирование информации, упрощенно это два диска, которые полностью повторяют друг друга.

3. RAID 2 зарезервирован для массивов, которые применяют код Хемминга.

4. RAID 3 и 4 используют массив дисков с чередованием где на отдельном диске собраны блоки четности, по которым осуществляется восстановление данных.

5. RAID 5 самый популярный и распространненый уровень RAID, в котором блоки четности распределены между всеми дисками составляющими данный RAID массив.

6. RAID 6 используют массив дисков с чередованием и двумя независимыми "чётностями" блоков.

Более подробно о RAID Вы можете узнать прочитав статью Уровни RAID массивов нашего блога жесткий диск.

Принципы RAID массива.

Формированием и обслуживанием «аппаратного» массива полностью занимаются электроника и микропрограмма (прошивка, BIOS) RAID-контроллера. Если контроллер выполнен в виде платы расширения, его микропрограмма отрабатывается вслед за процедурой POST BIOS материнской платы. Микропрограмма контроллера, интегрированного в материнскую плату, является неотъемлемой частью BIOS. В любом случае, BIOS и операционная система рассматривают аппаратно организованный массив как один винчестер.

Служебная информация RAID массива.

Информация о конфигурации RAID чаще всего хранится на самих дисках в специальной области. Обычно она расположена в первых и/или последних секторах каждого диска, а записывает ее туда микропрограмма контроллера при формировании RAID или включении в него нового диска.

Если подключить диск к обычному контроллеру (или встроенному контроллеру, работающему в обычном режиме), то BIOS не обнаружит загрузочный сектор с таблицей разделов там, где положено. Более того, ОС также не обнаружит на привычном месте логические структуры разделов и файловых систем и сочтет такой диск неотформатированным (пустым). Служебная область с блоком конфигурации оказывается за пределами логического пространства диска.

Структура блока конфигурации зависит от модели контроллера. Скорее всего. RAID-массив, собранный на одном контроллере, с точки зрения другого не существует. Как минимум, в конфигурационном блоке записаны тип массива, размер одного блока (обычно от 512 байтов до 1 Мбайт), номер диска в массиве. Блок конфигурации практически обязательно продублирован на каждом диске массива. За исключением номера диска, служебные данные на всех дисках должны быть идентичны, и этим можно воспользоваться при восстановлении массива.

Как вариант, размер блока и тип массива могут храниться в энергонезависимой памяти (CMOS) контроллера. Порядок следования дисков в этом случае обычно определяется номерами портов контроллера — каждый диск должен быть на своем месте. Такая организация характерна для RAID-контроллеров, интегрированных в материнскую плату.
Существенно, что служебная информация массива «привязана» ко вполне определенной марке, самое большее, семейству RAID-контроллеров. Если вы замените контроллер или материнскую плату с интегрированным контроллером, вероятность успешного запуска массива существует. Однако в идеале контроллер желательно заменять на точно такой же! К счастью, именитые производители дорогих контроллеров (3ware/LSI Logic, Adaptec, Intel, Promise) довольно консервативны — одни и те же модели выпускаются достаточно долго. Ассортимент интегрированных контроллеров не очень широк, и в основном ограничивается выбором южных мостов чипсетов.

В программном массиве конфигурационная информация находится в пределах логического пространства диска. Возможно, вы обратили внимание на любопытный факт. При разбиении винчестера на разделы любыми средствами Windows, начиная с Windows ХР, между MBR и первым разделом непременно резервируется около 8 Мбайт пространства. На этом "пустыре" и строится конфигурационный блок при преобразовании базового диска в динамический том. В частности, об этом говорится в статье http://support.microsoft.com/kb/293281.

Кроме того, сведения о конфигурации массива хранятся в реестре Windows. В реестр они вносятся с самого динамического диска при первом его монтировании в систему. При перестановке исправного программного массива на другую систему он обычно распознается без проблем.

Управление RAID массивом.

В процессе начальной загрузки на экран выводятся сообщения микропрограммы RAID-контроллера. Как правило, в нижней части экрана присутствует подсказка: сочетание клавиш, которые нужно нажать для входа в утилиту настройки RAID. Ну например у нас это "Ctrl"+"I". Вид сообщения, как и сочетание клавиш, зависит от модели контроллера.

Если нажать указанное сочетание клавиш, то откроется меню настройки и обслуживания RAID-контроллера. Для создания массива выберите пункт Create RAID Volume (Создать том RAID).

Вид меню и набор пунктов в нем зависят от производителя и модели контроллера, а также текущей конфигурации. Для многих материнских плат сочетание клавиш и меню настройки массива становятся доступными лишь после того, как в настройках BIOS для контроллера SATA был выбран режим RAID.

Пока массив не сконфигурирован, в меню обычно предлагают только создать новый массив из подключенных дисков. При наличии сконфигурированного массива в меню появляются пункты для выбора массива, синхронизации замененных дисков и т. п. Подробные инструкции приводятся в документации к конкретному
контроллеру или материнской плате.

Кроме того, производители контроллеров предлагают утилиты для управления массивом из среды Windows. Они тесно связаны с драйвером контроллера и, в сущности, являются одним из компонентов драйвера. Важно, что такие утилить: позволяют "на лету" проверять целостность массива. При необходимости с их помощью можно выполнять и все операции по обслуживанию RAID.

Восстановление данных с RAID массива.

Существует две ситуации, когда необходимо восстанавливать данные с RAID массивов - это рарушение и повреждение.
Разрушение RAID массива это ситуация, когда контроллер теряет информацию о конфигурации RAID, жесткие диски которые входят в состав массива, представлены системе как отдельные, либо не распознанные винчестеры. Подробнее об этой ситуации можно прочитать в статье Восстановление разрушенного RAID массива.
Повреждение RAID массива это ситуация, когда происходит физическое или логическое повреждение одного либо нескольких винчестеров, входящих в состав RAID. Прочитать об это ситуации подробнее можно в статье Восстановление поврежденного RAID массива.

Программы восстановления RAID массивов.

Здесь мы рассмотрим программы, которые могут быть использованы для восстановленя данных с RAID массивов и Вы сможете пройти по ссылкам к пошаговым инструкциям.

File Scavenger.

Восстановление RAID массива программой File Scavenger
Программа File Scavenger осуществляет восстановление с RAID, хотя ее технические возможности позволяют восстанавливать данные с отдельных жестких дисков, различных флеш накопителей и дисков CD, DVD. Программа относится к разряду Portable Software, что обозначает один запускаемый файл. Вторым файлом является инструкция к данному программному продукту. Не смотря на то, что программ имеет довольно простой интерфейс она обладает большой гибкостью в настройке. Как восстановить данные с RAID массива можно узнать в пошаговой инструкции Восстановление RAID массива программой File Scavenger.


R Studio.

Программа R Studio предназначена для того, что бы восстанавливать данные с проблемных носителей информации. Она способна строить виртуальные массивы или же наборы Virtual Volume Sets из физических жестких дисков, но мы рассматриваем ее как инструмент восстановления данных с RAID массивов. Последние версии данного программного продукта способны воссоздать такие нераспространенные конфигурации RAID массивов, как RAID 4 и RAID 6. Как восстановить RAID массивы с помощью данной программы можно узнать в пошаговой инструкции Программа R Studio и восстановление RAID массива. Так же на нашем блоге есть видео урок иллюстрирующий работу этой программы Программа R-Studio.