Wie man Daten von RAID 5 wiederherstellt: Konfigurationsunterschiede, funktionale Probleme und ihre Lösungen

Mehrere Laufwerksarrays in RAID5-Konfiguration bieten eine ausgezeichnete Balance zwischen Leistung, Sicherheit und Preis und sind daher oft die Wahl des Benutzers. Was sind die Merkmale dieses RAID-Levels? Welche Probleme sind spezifisch für RAID5? Wie geht man mit unerwarteten Situationen um? Wie kann man Daten von RAID 5 oder dem gesamten Array wiederherstellen, wenn es beschädigt ist?

Inhalt

1. RAID5: Wofür ist es gut
2. Vor- und Nachteile dieses RAID5-Levels
3. Warum scheitern RAID-5-Arrays?
4. Wie kann man RAID 5 wiederherstellen?
   • Option 1. "Glücklich"
   • Option 2. Wiederherstellung von RAID5, wenn zwei von fünf Festplatten ausfallen.

RAID5: Wofür ist es gut

RAID5 kann mit mindestens drei Festplatten aufgebaut werden. Eine zusätzliche Festplatte wird benötigt, um den Paritäts-Checksummen-Algorithmus zu implementieren. Sowohl reguläre Dateien als auch Paritätsdaten werden nicht auf einer separaten Festplatte wie bei RAID3 gespeichert, sondern in Blöcken über alle Festplatten verteilt. Dies ermöglicht eine höhere Effizienz und Speichereffizienz im Vergleich zu RAID3 und RAID4.

Das „verwendbare“ Volumen eines RAID-5-Arrays entspricht dem Gesamtvolumen seiner Festplatten abzüglich einer Festplatte. Paritäts-Checksummen, die auf Festplattenspeicherplätzen mit der Kapazität dieser Festplatte gespeichert sind, werden verwendet, um verlorene Daten wiederherzustellen, wenn eine der Festplatten ausfällt. Da alle Daten zusätzlich auf anderen Festplatten dupliziert werden, berechnet der Controller die fehlenden Blöcke selbst und das Array funktioniert wie gewohnt weiter.

RAID5 kann in Software implementiert werden, aber es wird empfohlen, einen Hardware-Controller zu verwenden. Für eine bessere Schreibleistung wird ein zusätzlicher Cache installiert. Die sicheren und effizienten Speicher in dieser Konfiguration eignen sich perfekt für die Erstellung von Dateiservern.

Vor- und Nachteile dieses RAID5-Levels

Der bereits erwähnte Vorteil von RAID5 ist eine gute Ausnutzung des Festplattenspeichers. Nur eine Festplatte des Systems wird nicht direkt für die Datenspeicherung und -verarbeitung verwendet. Das System hat auch weitere Vorteile:

• Relativ hohe Datenübertragungsraten. Die höchste Geschwindigkeit wird bei Datenlesevorgängen erreicht. Bei Schreibvorgängen ist sie aufgrund der Notwendigkeit, Parität zu berechnen, etwas niedriger.
• Die Konfigurationsredundanz garantiert die Sicherheit aller Daten, wenn eine der Festplatten ausfällt. Der Zugriff auf die Informationen bleibt auch nach dem Austausch der defekten Festplatte erhalten: Der Controller überschreibt einfach die wiederhergestellten Blöcke auf einer neuen Festplatte.

Der Nachteil des RAID5-Levels ist eine geringere Leistung als die von RAID0, die jedoch durch die Sicherheitsmerkmale des Systems ausgeglichen wird. Nach dem Ausfall einer Festplatte können jedoch zusätzliche Probleme auftreten, die automatisch die Redundanz des Systems auf das Streifen-Level, d.h. auf Level 0, reduzieren:

• Festplattenausfälle beeinträchtigen die Systemdurchsatzrate.
• Die Wiederherstellung und Übertragung von Informationen auf eine neue Festplatte, insbesondere bei der Arbeit mit großen Datenmengen, dauert lange, und die Belastung des betroffenen Arrays nimmt zu, ebenso wie die Wahrscheinlichkeit eines weiteren Festplattenausfalls.
• Die Zerstörung der zweiten Festplatte vor der vollständigen Wiederherstellung der ersten Festplatte führt zur vollständigen Zerstörung des Arrays.

Warum scheitern RAID-5-Arrays?

Manchmal konfiguriert der Controller nach einem Ausfall einer der Festplatten das System falsch und das RAID funktioniert nicht mehr richtig, manchmal stürzt es sogar komplett ab. Probleme können auch während der Wiederherstellungsphase nach dem Austausch einer Festplatte auftreten.

Selbst wenn RAID5 nach dem Festplattenausfall keine offensichtlichen Probleme erkennt, sollte eine unvernünftige Abnahme der Array-Performance alarmierend sein. In solchen Fällen verhindert ein schneller Austausch der problematischen Festplatte schwierige Situationen und mögliche Abstürze später.

Solange die Anzahl der defekten Medien die RAID5-Fehlertoleranzschwelle nicht überschreitet, kann ein ausgefallenes Array programmatisch wieder aufgebaut werden – genauso wie das einfachste RAID0. Wenn auf zwei oder mehr Festplatten Fehler gefunden werden, müssen Sie diese zuerst wieder in einen funktionsfähigen Zustand bringen oder zumindest alle Daten von ihnen entfernen, indem Sie ein Image erstellen. Erst danach können Sie mit dem Aufbau des Arrays beginnen.

Zu den typischen und wahrscheinlichsten Ursachen für RAID5-Ausfälle gehören:

• Controller-Ausfall oder -Fehlfunktionen;
• Fehler beim Wiederaufbau von RAID 5 oder beim Formatieren seiner Partitionen;
• Massive Ausfälle oder Fehler auf den Array-Festplatten, einschließlich des Auftretens von defekten Blöcken;
• Stromschwankungen oder elektronische Schäden;
• Virusinfektion;
• Unerwartete Konfigurationsänderungen oder Paritätsprobleme;
• Zugriffsprobleme nach einem Hardware-Upgrade.

Natürlich sind wie bei jeder Technik auch alle Komponenten von Multilaufwerksarrays an gemeinsame mechanische Ausfälle aufgrund von Stürzen, Überhitzung, Kontakt mit Wasser, beschädigten Kabeln und Kabeln unterworfen.

Besonders hervorzuheben sind die Ursachen für Fehlfunktionen aufgrund menschlicher Fehler. Manchmal werden falsche Maßnahmen ergriffen, um das problematische RAID zu reparieren, aber oft führt dies nur zu neuen Komplikationen. Was genau tun RAID-5-Besitzer „Sünde“:

• Zufälliges Löschen von Dateien oder Partitionen;
• Benutzerinitialisierung des Arrays;
• Falscher Array-Aufbau, einschließlich der Neuordnung der Laufwerke;
• Unzureichende Wiederherstellung und andere Operationen ohne zusätzlichen Datenschutz;
• Ausführen von Checkdisk, fsck nach einem falschen Wiederaufbau;
• Kopieren, Ändern von Dateien, Speichern neuer Daten auf wiederherstellbaren Laufwerken;
• Formatieren oder Verschieben von Partitionen, Neuinstallation des Betriebssystems als Versuch, die problematische Festplatte neu zu starten.

Keine dieser Aktionen ist erforderlich, um Daten von RAID 5 für geringfügige Fehlfunktionen wiederherzustellen. Bei ernsthaften Problemen schadet jedoch jede dieser Aktionen nur. Was ist also das Richtige, um die Informationen aus dem Array sicher abzurufen?

Wie kann man RAID 5 wiederherstellen?

Die Datenwiederherstellung von RAID 5 ist fast immer möglich und moderne RAID-Wiederherstellungssoftware ermöglicht es Ihnen, dies sogar zu Hause durchzuführen – eine Fachkraft ist jetzt nur noch in Ausnahmefällen erforderlich. Die richtige Abfolge von Aktionen ist jedoch wichtig für eine erfolgreiche Wiederherstellung.

Versuchen Sie zunächst, nichts zu tun, bis Sie die beschädigten und funktionierenden Festplatten gesichert haben. Alle weiteren Aktionen können direkt mit der Kopie durchgeführt werden. Andernfalls kann jede Operation im Wiederherstellungsprozess zusätzliche Schäden verursachen.

Beachten Sie, dass bei einem „gesunden“ Array und wenn Sie nur einige gelöschte Dateien wiederherstellen müssen, kein Bedarf besteht, das gesamte RAID zur Wiederherstellung zu senden.

Zweitens stellen Sie immer sicher, dass Sie wichtige Daten gesichert haben, bevor Sie mit dem Wiederaufbau von RAID 5 beginnen: Wenn zwei oder mehr Festplatten beschädigt sind, ist dies ein Muss und es ist wichtig, die wertvollsten Daten zumindest auf den Festplattenabbildern zu speichern.

Um also Daten von RAID 5 wiederherzustellen, das Array-System zu rekonstruieren, seine Struktur zu reparieren und andere Probleme mit dem problematischen Array zu lösen, laden Sie das Programm RS RAID Retrieve herunter.

Wichtig: Denken Sie daran, dass keine neuen Daten auf dem zu wiederherstellenden Laufwerk gespeichert werden können. Sowohl das Programm als auch alle Dateien und Datenblöcke, die Sie damit wiederherstellen, speichern Sie auf einem separaten Laufwerk.

Option 1. „Glücklich“

Ihre Festplatten funktionieren und sind in der richtigen Reihenfolge angeschlossen.

RS RAID Retrieve kann mit Festplatten-Images arbeiten, die zur Wiederherstellung der RAID-Konfiguration und zur Datenrettung verwendet werden können.

Nach dem Start von RS RAID Retrieve sucht das Programm automatisch nach RAID-Konfigurationen auf den angeschlossenen Festplatten oder hinzugefügten Images.

Die gefundenen Arrays werden dem Programmfenster hinzugefügt.

Um Informationen aus dem gefundenen Array zu extrahieren, reicht es aus, eine schnelle Analyse durchzuführen, auf deren Grundlage die Daten gespeichert werden können.

Option 2. Wiederherstellung von RAID5, wenn zwei von fünf Festplatten ausfallen.

Das RAID 5-Array verwendet eine Paritätsverteilung von Informationsblöcken über den gesamten Array-Speicherplatz. Wenn eine von fünf Festplatten ausfällt, wird RAID5 weiterhin funktionieren, aber das Array wird viel langsamer sein.

Wenn zwei oder mehr Festplatten von fünf für RAID5 ausfallen, ist ein weiterer Betrieb nicht möglich.

Um Informationen von den verbleibenden funktionierenden Laufwerken abzurufen, schließen Sie sie an Ihren Computer an oder erstellen Sie Abbilder und fügen Sie sie zu RS RAID Retrieve hinzu. Wenn Sie nicht wissen, welche Laufwerke funktionieren, schließen Sie alle an, aber es ist besser, Abbilder zu erstellen.

Wenn das Programm die RAID-Konfiguration beim Start nicht automatisch erkennen kann, müssen Sie es manuell ausführen.

Im Feld Raid-Typ setzen wir in unserem Fall RAID5 (Parität).

Geben Sie die bekannten Daten an, die bei der Erstellung des Arrays verwendet wurden, wie z.B.: Blockreihenfolge und -größe, Paritätsverzögerung, Anzahl der Bytes pro Sektor (512, 4096) und Byte-Reihenfolge.

Wenn Sie keine Daten haben, lassen Sie das Kontrollkästchen auf „automatisch definieren“ eingestellt. Das Angeben so vieler zusätzlicher Parameter wie möglich reduziert jedoch die Analysezeit und die Anzahl der möglichen RAID-Konfigurationen.

Fügen Sie Laufwerke oder eingebundene Abbilder dieser Laufwerke hinzu.

In unserem Fall fügen wir die verbleibenden drei funktionierenden Festplatten der fünf, die zur Erstellung des Arrays verwendet wurden, hinzu.

Nicht funktionierende Laufwerke sind mit „+“ leeren Laufwerken gefüllt.

Verwenden Sie die Pfeile, um die richtige Laufwerksreihenfolge festzulegen.

Das vorherige Ergebnis der Array-Konfiguration wird sofort im Fenster angezeigt.

Wenn die Konfiguration ausgewählt ist, fügen Sie sie zum Hauptprogrammfenster für weitere Analysen hinzu.

Wenn die genauen Parameter nicht angegeben wurden, fordert das Programm Sie auf, mehrere Konfigurationen zur Analyse hinzuzufügen.

Um Informationen von einem RAID wiederherzustellen, starten Sie den Recovery Wizard

oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die gewünschte Partition und wählen Sie im Kontextmenü „Öffnen“.

Nach Abschluss der Analyse überprüfen Sie, wie die Daten wiederhergestellt wurden.

Eine vollständige Analyse kann mehr Dateien ohne Beschädigung finden und speichern.