Замена RAID контроллера без потери данных

Для хранения данных на персональном компьютере или ноутбуке предусмотрен жесткий диск. Но по мере увеличения файлов объема жесткого диска становится недостаточно – пользователь приобретает дополнительный внешний диск или помещает данные в облачное хранилище. Однако когда речь идет о крупных корпоративных масштабах, такой вариант нецелесообразен – необходимо предусмотреть порядок хранения текущего и потенциального объема данных. Для этого в серверных системах используют RAID-массив и специальный RAID-контроллер, который управляет распределением данных по дискам.

Чем выше значимость данных, хранящихся на жестких дисках, тем серьезнее ИТ-инженер должен подойти к вопросу отказоустойчивости системы. На этапе проектирования сервера специалист всегда рассчитывает эффективные варианты резервного копирования данных. За корректность этого процесса отвечает RAID-контроллер. Но в некоторых случаях этот элемент может также выйти из строя или потребовать плановой модернизации. При этом опытный ИТ-специалист может выполнить замену RAID-контроллера без потери данных.

Что такое RAID контроллер

Если в недавнем времени RAID-контроллеры использовали только в коммерческих структурах, то сейчас устройства активно применяют и для оборудования домашних компьютеров или серверов. RAID контроллер позволяет эффективно использовать объем свободной памяти и качественно выполнять бэкап в соответствии с актуальным для пользователя временным промежутком.

Аббревиатура RAID расшифровывается как Redundant Array of Independent Disks и обозначает систему из независимых жестких дисков. RAID-контроллер необходим для того, чтобы управлять свободным местом на дисках и записывать информацию на наиболее подходящий диск, а также дублировать ее на дополнительный диск в рамках резервного копирования. Выделяют несколько уровней RAID, которые характеризуются количеством дисков, собственной скоростью записи информации и сохранности данных. Так, например, в качестве простейшего варианта выступает RAID 0. Но в современных ИТ-системах чаще всего используют RAID 5 или RAID 6. При этом один из дисков RAID-массива всегда используют для хранения метаданных – информации о конфигурации системы, установленной RAID-контроллером.

Когда требуется замена RAID-контроллера

Когда ИТ-архитектор подбирает оборудование на этапе проектирования сервера, он всегда учитывает не только текущие условия компании, но также и планы по ее масштабированию. Так, например, увеличенное пространство для хранения информации может потребоваться в случае расширения бизнеса – привлечении новых сотрудников и организация дополнительных рабочих мест, а также при необходимости установки тяжелого программного обеспечения. На начальном этапе руководители компаний стремятся сократить бюджет, и потому выбранного изначально количества жестких дисков может оказаться недостаточно.

Однако чаще замена RAID-контроллера требуется в ситуациях, когда прежнее устройство выходит из строя вследствие плохого качества или нештатных ситуаций в ИТ-системе – например, перегрузке оборудования из-за скачков напряжения. При этом всегда есть риск потери информации с текущего RAID-массива, но при грамотной замене элемента ИТ-специалист сохраняет все данные. Лучше всего выбирать новый RAID-контроллер той же фирмы, убедившись в его совместимости. Таблицы совместимости производители публикуют на своих официальных сайтах.

Конфигурация RAID-контроллера

Одновременно с распределением по уровням RAID контроллеры классифицируют также и по форм-фактору. Так, различают интегрированный (встроенный), программный и аппаратный (внешний) RAID-контроллер. В первом случае элемент вмонтирован в материнскую плату, и, на первый взгляд, заменить его намного сложнее. На практике же процедура не отличается ни по сложности, ни по длительности, если подобрать подходящий RAID-контроллер – устройство от того же производителя, из той же линейки и того же поколения. Аппаратные RAID-контроллеры удобнее, поскольку могут быть установлены по типу моста. К тому же, такие устройства обладают собственной кэш-памятью и процессором, что повышает их производительность и отказоустойчивость. Несмотря на повышенную стоимость, для серверов лучше выбирать именно аппаратные RAID-контроллеры: это упрощает масштабирование ИТ-системы и замену устройства при необходимости.

Управление RAID-контроллером происходит с помощью специальной утилиты, которую можно скачать на сайте производителя оборудования. Далее пользователь выбирает актуальные для него настройки и создает уникальную конфигурацию – набор параметров распределения данных между жесткими дисками. Также конфигурация содержит данные о бэкапе и вариантах кэширования.

Импорт внешней конфигурации

Есть несколько способов замены RAID-контроллера. В первом случае ИТ-специалисту необходимо перенести всю информацию на новые жесткие диски, после чего подключить новый RAID-контроллер и создать аналогичную конфигурацию с нуля. Однако в корпоративных масштабах такая процедура практически невозможна – приходится выполнять замену с риском потери информации. Если выполнить замену грамотно, это этот риск стремится к нулю.

Так, чтобы заменить RAID-контроллер, необходимо выбрать подходящее по техническим характеристикам к конкретной модели производителя устройство, подключить его к RAID-массиву и выполнить импорт внешней конфигурации. Данные о конфигурации уже хранятся на одном из дисков (обычно на первом или последнем). Специальные алгоритмы процессора нового RAID-контроллера при подключении считывают эти метаданные и автоматически определяют старую конфигурацию. Если сделать это не удалось из-за несоответствия моделей RAID, что бывает крайне редко, импортировать данные можно из резервной копии.

Операционная система при замене RAID-контроллера

В ситуации, когда новая и старая модели RAID-контролеров категорически несовместимы, выполнить перенос данных возможно только через процедуру пересборки – создания новой конфигурации. Однако некоторые ИТ-инженеры используют методы подключения нового контроллера с сохранением прежнего RAID-массива и операционной системы, в которой выполняют настройку. Для этого необходимо скачать дополнительный драйвер. Проще всего это сделать в том случае, когда новый и старый контроллеры относятся к разным типам. Например, прежний интегрированный RAID-контроллер остается в слоте материнской платы, а ИТ-специалист подключает новый аппаратный RAID-контроллер и устанавливает для его настройки специальную утилиту.

В этом случае важно оценивать риски потери данных, особенно, если замену RAID-контроллера выполняют не планово, а вследствие выхода из строя. Если ИТ-инженер принимает решение о замене устройства, следует выполнить резервное копирование непосредственно перед стартом процедуры. Это обеспечит максимальную сохранность данных. Некоторые производители допускают перепрошивку RAID-контроллеров: их обновление с целью соответствия новой модели.

Почему важно соответствие RAID-контроллеров

Пользователи без навыков в ИТ часто игнорируют соответствие нового RAID-контроллера прежнему, поэтому во время процедуры сталкиваются со сложностями и потребностью в дополнительных манипуляциях – использованию сторонних устройств, драйверов и программного обеспечения. Дело в том, что каждый производитель RAID-контроллеров использует собственный формат хранения информации на дисках, а потому распознать его и считать корректно не всегда возможно. Что учитывать перед выбором RAID-контроллера:

• Тип дисков;
• Структура и порядок; записи данных на диски;
• Поддержка общего формата;
• Варианты форматирования данных при миграции.

Чем больше соответствие RAID-контроллеров по производителю, линейке, поколению и т.п., тем меньше сложностей будет при замене элемента. В рамках глобальной модернизации серверного оборудования RAID-контроллер часто меняют одновременно с материнской платой, что особенно актуально для моделей интегрированного типа. В этом случае конфигурацию RAID-контроллера собирают с нуля или с помощью частичного восстановления из резервной копии. Операционная система в этом случае не сохраняется – запускают драйвер нового устройства.

Как восстановить данные с RAID

Чем ниже уровень RAID-контроллера, тем проще алгоритм восстановления информации. Проблема в том, что RAID 0 и RAID 10 нет смысла использовать в серверных системах, поэтому при восстановлении данных RAID-массива сервера обычно имеют в виду RAID 5 или RAID 6. Для таких дисков характерно равномерное распределение данных по всем доступным дискам. Сложности могут возникнуть в том случае, если в ходе работы один из дисков вышел из строя, а ИТ-специалист не выполнил замену вовремя, что привело к некорректной работе RAID-контроллера или его полному сбою.

Восстановление RAID-массива можно выполнить двумя способами. Первый предполагает распределение информации между работающими жесткими дисками. Однако на практике бывает такое, что вышел из строя не один, а два или несколько дисков. В таком случае восстановление можно выполнить только с помощью программного обеспечения. Утилита запускает на RAID-контроллере специальный алгоритм, направленный на сборку массива данных в единую последовательность. После этого алгоритм распределяет данные на отдельные блоки в соответствии с выбранными изначально размерами.

Как восстановить RAID 1

Одно из преимуществ RAID 1 – его надежность, которая достигается записью данных на несколько дисков одновременно. Именно поэтому RAID 1 часто используют для хранения архивов, баз данных и т.п. Однако это повышает значимость его восстановления, которое обычно требуется из-за внезапного выхода из строя вследствие скачков напряжения или других внешних причин. Формально восстановление RAID 1 ничем не отличается от других RAID, но обладает некоторыми особенностями. Так, например, замена RAID-контроллера не всегда исправляет ситуацию, поскольку RAID 1 состоит из идентичных копий – RAID-контроллер не всегда может корректно распознать метаданные.

Восстановление RAID 1 выполняют с помощью программного обеспечения для Windows или Linux – в зависимости от установленной операционной системы. Пользователю необходимо выбрать поврежденный диск и выполнить соответствующие настройки, которые перераспределяют блоки данных между рабочими дисками. Восстанавливать RAID стоит только после завершения резервного копирования.

RAID-контроллер для сервера

В большинстве случаев проектирование дискового массива происходит на этапе формирования сервера и выбора серверного оборудования. Поэтому ИТ-инженер устанавливает RAID-контроллер, который соответствует специфике, масштабу и темпам роста конкретной компании. Однако в некоторых случаях специалисту требуется узнать модель уже установленного на сервере RAID-контроллера. Информацию о производителе и конкретной модели элемента можно узнать в настройках сервера – в разделе «Дисковые устройства».

При выборе RAID-контроллера необходимо опираться на характеристики RAID-массива: производительность на операциях чтения и записи, количество дисков, возможность масштабирования ИТ-системы, объем собственной кэш-памяти RAID-контроллера и т.д. От уровня RAID-контроллера зависит скорость записи данных на диски – быстродействие системы, а также сохранность информации. К примеру, RAID 1 обеспечивает высокую сохранность данных, но не отличается высокой скоростью, при этом RAID 0, наоборот, быстро записывает данные, но его никогда не выбирают для хранения важных данных на сервере. Комбинированные варианты, например, RAID 10, могут быть альтернативой.

Преимущества аппаратного RAID-контроллера

Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с другими вариантами, аппаратный (внешний) RAID-контроллер чаще всего используют в серверных системах. Это связано с преимуществами такого элемента. В первую очередь, такой контроллер имеет собственный процессор, который повышает продуктивность работы. Также благодаря встроенной кэш-памяти увеличивается и отказоустойчивость системы: в случае сбоя в системе некоторые данные хранятся во внутренней памяти RAID-контроллера. У некоторых моделей есть и батарейка, которая позволяет работать в режиме отложенной записи и сохранить информацию в случае внезапного отключения электричества. Однако для корректной работы такой функции необходимо отслеживать уровень заряда устройства.