RAID技術,EDI陣列42塊盤3組Raid5硬盤修復

有各種硬盤的附加技術，如硬盤數(shù)據(jù)保護技術和防震技術，以及降噪技術，它們也隨著硬盤的發(fā)展而不斷更新，但一般而言，不同硬盤廠商都有自己的一套硬盤保護技術，如昆騰的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)DPS、震動保護系統(tǒng)SPS；邁拓的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)MaxSafe、震動保護系統(tǒng)ShockBlock；西部數(shù)據(jù)公司的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)Data SafeGuide（數(shù)據(jù)衛(wèi)士）等等。這些保護技術都是在原有技術的基礎上推出第二代、第三代……等技術。

　　此外硬盤的數(shù)據(jù)緩存也隨著硬盤的不斷發(fā)展而不斷增大，早期IDE硬盤的數(shù)據(jù)緩存只有128KB甚至更小，而那時2MB的數(shù)據(jù)的只能在高端的SCSI硬盤上看到。當然隨著存儲技術及高速存儲器價格的降低，IDE硬盤的數(shù)據(jù)緩存增加到了256KB，而接下來就是512KB了，目前主流的IDE硬盤數(shù)據(jù)嬖?MB或8M。

　　接下來，讓我們一起關注RAID（磁盤陣列）。

　　RAID的英文全稱為：Redundant Array of Independent Disks。翻譯成中文即為獨立磁盤冗余陣列，或簡稱磁盤陣列。由美國加州大學在1987年開發(fā)成功。

　　RAID的初衷主要是為大型服務器提供高端的存儲功能和冗余的數(shù)據(jù)安全。 我們可以這樣來理解，RAID是一種把多塊獨立的硬盤（物理硬盤）按不同方式組合起來形成一個硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數(shù)據(jù)冗余的技術。組成磁盤陣列的不同方式成為RAID級別（RAID Levels）。在用戶看起來，組成的磁盤組就像是一個硬盤，用戶可以對它進行分區(qū)，格式化等等。總之，對磁盤陣列的操作與單個硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲性能要比單個硬盤高很多，而且在很多RAID模式中都有較為完備的相互校檢/恢復的措施，甚至是直接相互的鏡象備份，從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯度,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性，這也是Redundant一詞的由來。

　　不過，所有的RAID系統(tǒng)最大的優(yōu)點則是“熱交換”能力：用戶可以取出一個存在缺陷的驅動器，并插入一個新的予以更換。對大多數(shù)類型的RAID來說，可以利用鏡像或奇偶信息來從剩余的驅動器重建數(shù)據(jù)不必中斷服務器或系統(tǒng)，就可以自動重建某個出現(xiàn)故障的磁盤上的數(shù)據(jù)。這一點，對服務器用戶以及其他高要求的用戶是至關重要的。

　　數(shù)據(jù)冗余的功能指的是：在用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，利用冗余信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。

　　RAID以前一直是SCSI領域獨有的產品，因為它當時的技術與成本也限制了其在低端市場的發(fā)展。今天，隨著RAID技術的不斷成熟與廠商的不斷努力，我們已經(jīng)能夠享受到相對成本低廉的多的IDE-RAID系統(tǒng)，雖然穩(wěn)定與可靠性還不能與SCSI-RAID相比，但它相對于單個硬盤的性能優(yōu)勢對廣大玩家是一個不小的誘惑。隨著相關設備的擁有成本和使用成本不斷下降，這項技術也已獲得一般電腦用戶的青睞。

　　 RAID技術是一種工業(yè)標準，下面我們就一起來對各主要RAID級別做一個大致的了解。

　　 RAID 0

　　 RAID 0又稱為Stripe或Striping，中譯為集帶工作方式。它代表了所有RAID級別中最高的存儲性能。RAID 0提高存儲性能的原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個磁盤上存取。系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過RAID控制器通常是平均分配到幾個磁盤中，而這一切對于系統(tǒng)來說是完全不用干預的，每個磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分數(shù)據(jù)請求。這樣，系統(tǒng)有數(shù)據(jù)請求就可以被多個磁盤并行的執(zhí)行。這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬，顯著提高磁盤整體存取性能。我們可以這樣簡單的認為：N個硬盤是一個容量為N個硬盤容量之和的“大”硬盤。RAID0的主要工作目的是獲得更大的“單個”磁盤容量。另一方面就是多個硬盤同時讀取，從而獲得更高的存取速度。例如一個由兩個硬盤組成的Raid系統(tǒng)中，系統(tǒng)向兩個磁盤組成的邏輯硬盤（RADI 0 磁盤組）發(fā)出的I/O數(shù)據(jù)請求被轉化為2項操作，其中的每一項操作都對應于一塊物理硬盤。通過建立RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到所有的兩塊硬盤中同時執(zhí)行。從理論上講，兩塊硬盤的并行操作使同一時間內磁盤讀寫速度提升了2倍。雖然由于總線帶寬等多種因素的影響，實際的提升速率肯定會低于理論值。但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，提速效果還是非常明顯的。

　　RAID 0最大的缺點是不提供數(shù)據(jù)冗余，其安全性大大降低，構成陣列的任何一塊硬盤的損壞都將帶來災難性的數(shù)據(jù)損失。

　　RAID 0具有的特點，使其不適用于關鍵任務環(huán)境，但是，它卻非常適合于特別適用于對性能要求較高的視頻生產和編輯或圖像編輯領域。對個人用戶，RAID 0也是提高硬盤存儲性能的絕佳選擇。

　　RAID 1

　　RAID 1又稱為Mirror或Mirroring，中譯為鏡像方式。這種工作方式的出現(xiàn)完全是為了數(shù)據(jù)安全考慮的，因為在整個鏡像的過程中，只有一半的磁盤容量是有效的，因為另一半用來存放同這一半完全一樣的數(shù)據(jù)，也就是數(shù)據(jù)的冗余了。同RAID0相比，它是另一個極端。RAID0首要考慮的是磁盤的速度和容量，忽略安全；而RAID1首要考慮的是數(shù)據(jù)的安全性，容量可以減半、速度可以不變。它的宗旨是最大限度的保證用戶數(shù)據(jù)的可用性和可修復性。

　　RAID 1的操作方式是把用戶寫入硬盤的數(shù)據(jù)百分之百地自動復制到另外一個硬盤上。當讀取數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)先從RAID 0的源盤讀取數(shù)據(jù)，如果讀取數(shù)據(jù)成功，則系統(tǒng)不去管備份盤上的數(shù)據(jù)；如果讀取源盤數(shù)據(jù)失敗，則系統(tǒng)自動轉而讀取備份盤上的數(shù)據(jù)，不會造成用戶工作任務的中斷。當然，我們應當及時地更換損壞的硬盤并利用備份數(shù)據(jù)重新建立Mirror，避免備份盤在發(fā)生損壞時，造成不可挽回的數(shù)據(jù)損失。 由于對存儲的數(shù)據(jù)進行百分之百的備份，在所有RAID級別中，RAID 1提供最高的數(shù)據(jù)安全保障。同樣，由于數(shù)據(jù)的百分之百備份，備份數(shù)據(jù)占了總存儲空間的一半，因而，Mirror的磁盤空間利用率低，存儲成本高。

　　Mirror雖不能提高存儲性能，但由于其具有的高數(shù)據(jù)安全性，使其尤其適用于存放重要數(shù)據(jù)，如服務器和數(shù)據(jù)庫存儲等領域。

　　RAID 0+1

　　正如其名字一樣RAID 0+1是RAID 0和RAID 1的組合形式，也稱為RAID 10。它的出現(xiàn)就是為了達到既高速又安全目的， RAID10也可以簡單的理解成兩個分別由多個磁盤組成的 RAID0陣列再進行鏡像；其實反過來理解也沒有錯。

　　以四個磁盤組成的RAID 0+1為例，RAID 0+1是存儲性能和數(shù)據(jù)安全兼顧的方案。它在提供與RAID 1一樣的數(shù)據(jù)安全保障的同時，也提供了與RAID 0近似的存儲性能。

　　由于RAID 0+1也通過數(shù)據(jù)的100%備份提供數(shù)據(jù)安全保障，因此RAID 0+1的磁盤空間利用率與RAID 1相同，存儲成本高。

　　構建RAID 0+1陣列的成本投入大，數(shù)據(jù)空間利用率低。不是種經(jīng)濟高效的磁盤陣列解決方案。但特別適用于既有大量數(shù)據(jù)需要存取，同時又對數(shù)據(jù)安全性要求嚴格的領域，如銀行、金融、商業(yè)超市、政府各種檔案管理等。

　　 RAID 3

　　 RAID 3 采用的是一種較為簡單的校驗實現(xiàn)方式。將數(shù)據(jù)做XOR 運算，產生Parity Data后，在將數(shù)據(jù)和Parity Data以并行存取模式寫入一個專門的存放所有校驗數(shù)據(jù)的磁盤中，而在剩余的磁盤中創(chuàng)建帶區(qū)集分散數(shù)據(jù)的讀寫操作。因此具備并行存取模式的優(yōu)點和缺點。RAID 3所存在的最大一個不足同時也是導致RAID 3很少被人們采用的原因就是校驗盤很容易成為整個系統(tǒng)的瓶頸。我們已經(jīng)知道RAID 3會把數(shù)據(jù)的寫入操作分散到多個磁盤上進行，然而不管是向哪一個數(shù)據(jù)盤寫入數(shù)據(jù)，都需要同時重寫校驗盤中的相關信息。因此，對于那些經(jīng)常需要執(zhí)行大量寫入操作的應用來說，校驗盤的負載將會很大，無法滿足程序的運行速度，從而導致整個RAID系統(tǒng)性能的下降。RAID 3的并行存取模式，需要RAID 控制器特別功能的支持，才能達到磁盤驅動器同步控制，而且上述寫入性能的優(yōu)點，以目前的Caching 技術，都可以將其取而代之，因此一般認為RAID 3的應用，將逐漸淡出市場。　　

　　RAID 4

　　RAID 4 是采取獨立存取模式，它的每一筆傳輸﹝Strip﹞資料較長，而且可以執(zhí)行Overlapped I/O，因此其讀取的性能很好。但是由于使用單一專屬的Parity Disk 來存放Parity Data，因此每次寫操作都需要訪問奇偶盤，就會造成系統(tǒng)很大的瓶頸。RAID 4在商業(yè)應用中很少使用.

　　RAID 5

　　RAID 5 是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。

　　RAID 5也是目前應用最廣泛的RAID技術。各塊獨立硬盤進行條帶化分割，相同的條帶區(qū)進行奇偶校驗（異或運算），校驗數(shù)據(jù)平均分布在每塊硬盤上。以n塊硬盤構建的RAID 5陣列可以有n－1塊硬盤的容量，存儲空間利用率非常高。RAID 5不對存儲的數(shù)據(jù)進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤上。當RAID5的任何一塊硬盤上的數(shù)據(jù)丟失，均可以通過校驗數(shù)據(jù)推算出來它和RAI D 3最大的區(qū)別在于校驗數(shù)據(jù)是否平均分布到各塊硬盤上。RAID 5具有數(shù)據(jù)安全、讀寫速度快，空間利用率高等優(yōu)點，應用非常廣泛，但不足之處是如果1塊硬盤出現(xiàn)故障以后，整個系統(tǒng)的性能將大大降低。RAID 5可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盤空間利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數(shù)據(jù)讀取速度，只是多了一個奇偶校驗信息，寫入數(shù)據(jù)的速度比對單個磁盤進行寫入操作稍慢。同時由于多個數(shù)據(jù)對應一個奇偶校驗信息，RAID 5的磁盤空間利用率要比RAID 1高，存儲成本相對較低。

　　RAID 5模式適合多人多任務的存取頻繁，數(shù)據(jù)量不是很大的環(huán)境，例如企業(yè)檔案服務器、WEB 服務器、在線交易系統(tǒng)、電子商務等等。

　　RAID 6

　　RAID 6 與RAID 5相比，增加了第二個獨立的奇偶校驗信息塊。兩個獨立的奇偶系統(tǒng)使用不同的算法，數(shù)據(jù)的可靠性非常高。即使兩塊磁盤同時失效，也不會影響數(shù)據(jù)的使用。但需要分配給奇偶校驗信息更大的磁盤空間，相對于RAID 5有更大的“寫損失”。RAID 6 的寫性能非常差，較差的性能和復雜的實施使得RAID 6很少使用。

EDI陣列42塊盤3組Raid5硬盤修復

關鍵詞：數(shù)據(jù)恢復資料，數(shù)據(jù)恢復技術
EDI6600FF系列是一款高性能的光纖通道存儲產品,EDI6600FF的一個磁盤子系統(tǒng)可支持14個磁盤,當需要更多存儲容量時，可通過連接最多8個子系統(tǒng)，達到112個硬盤的總容量。

本案例是由一個主柜和三個擴展柜組成的4組raid5
故障描述：

由于Raid卡硬件設備故障，導致4組Raid5中的3組在系統(tǒng)上識別不了。陣列中的數(shù)據(jù)非常重要，即便更換Raid卡，重新配置raid信息，也不能保證數(shù)據(jù)安全。經(jīng)再三考慮，客戶決定先尋找一種相對安全的方法，把數(shù)據(jù)都備份出來，然后才決定更換硬件設備。
解決方案：

面對眼前的42塊從陣列中拔下來的光纖接口的大小為146GB的硬盤，技術工程師如果沒有豐富的經(jīng)驗和深厚的數(shù)據(jù)硬盤修復知識，一是不能平靜自己，二是不能說服客戶。護絞貝?男』鎰用譴尤萁酉鋁蘇飧魷钅俊?/P>

第一步、確定磁盤分組硬盤是從1-42編號，第一組、第二組、第三組故障Raid5都是由14塊盤組成。每組raid中的14塊盤并不是一個節(jié)點中的14塊盤，而是幾個節(jié)點中的盤都有，幸好硬件工程師在配置raid的時候做了詳細的記錄，省了從42塊盤中分析哪14塊盤是一組raid5的時間，raid5磁盤分組確認順利完成。

第二步、分析底層數(shù)據(jù)走向這一步是raid數(shù)據(jù)硬盤修復最關鍵的一步，其實只要分析出一組raid5的數(shù)據(jù)組合規(guī)律，其它兩組也就順理成章的出來。有了經(jīng)驗以后，raid5是最常見也是比較容易分析的，它不像HPRAIDADG、Raid1 e、Raid1擴展等那樣難。技術工程師很快就分析出數(shù)據(jù)組合規(guī)律。

第三步、重組數(shù)據(jù)如果說分析數(shù)據(jù)走向是關鍵一步的話，那么重組數(shù)據(jù)就是最核心的技術了。護航時代擁有自主知識產權的“護航艦”Raid數(shù)據(jù)重組軟件，可以重組任何一款Raid數(shù)據(jù)。有些數(shù)據(jù)硬盤修復公司每當遇到一種算法較為復雜raid，借助市面上的數(shù)據(jù)硬盤修復軟件沒法做到的，就認為是不可修復的。其根本就是不專業(yè)的技術，用二流的免費的或者國外破解版的數(shù)據(jù)硬盤恢復軟件去硬盤恢復高端raid故障，只能是碰碰運氣，根本沒有理論和技術支撐。“護航艦”raid硬盤恢復技術，從理論上可以證明哪些故障是可救的，哪些是不可救的。
實際操作中遇到的問題：

天有不測風云，人有禍福旦夕。在數(shù)據(jù)硬盤恢復過程中，數(shù)據(jù)還沒展現(xiàn)在你的眼前之前，你千萬不能說OK，因為在這里頭的不確定因素較多。原本以為第一組故障raid重組很順利，沒想到這14塊盤中有一塊盤識別不正常，然后我們缺這個塊盤進行數(shù)據(jù)重組，沒想到組合到70GB的時候發(fā)現(xiàn)有一塊盤有大量物理壞道，我們只能終止程序。當發(fā)現(xiàn)raid5中有兩塊及兩塊以上的盤出現(xiàn)物理故障，數(shù)據(jù)硬盤恢復到這個階段人的心情是最郁悶和難受的。但是憑經(jīng)驗，我們決定對有壞道的硬盤單獨做個鏡像，然后用鏡像文件重組。實在不行，就只能搶修不能識別的那塊盤了。最后終于克服了所有困難，成功硬盤修復出所有的數(shù)據(jù)。
小結：

在高端存儲設備出現(xiàn)故障時，首先要想到的是數(shù)據(jù)的重要性，其實這就是一種思想認識和備份意識。如果數(shù)據(jù)非常重要，我們建議不要在故障設備上作任何夸張的操作（指的是Rebuild、初始化、同步數(shù)據(jù)、重配raid等），這些操作都是比較致命的，是不可逆的。要尋求專業(yè)的數(shù)據(jù)硬盤修復公司，給您提供合理的硬盤恢復方案，您才能放心的把您的硬盤送上手術臺。那些非專業(yè)公司，如果要求您提供陣列卡或者服務器做硬盤恢復的話，您應該考慮其技術的可靠性。