Mass NAS: organización de datos y peculiaridades de su recuperación

El mercado de computadoras moderno ofrece una amplia gama de dispositivos NAS que, según el fabricante, pueden diferir en el firmware, la configuración, las particularidades de ubicación de datos y en otros aspectos. Aún así, en la mayoría de ellos, los datos están organizados de manera similar: un NAS generalmente consta de uno a varios discos que forman algún tipo de sistema RAID. En consecuencia, las principales técnicas de recuperación de datos que se pueden aplicar a los dispositivos NAS suelen basarse en los principios de recuperación de datos de los arreglos RAID. Este artículo proporciona información útil sobre la estructura de los sistemas NAS más comunes y la recuperación de datos de ellos. Varios tipos de NAS, como Buffalo, TeraStation, Iomega y Synology se utilizan como ejemplos.

Contenido:

Organización de datos

Los dispositivos NAS sirven principalmente como almacenamientos compartidos que brindan acceso a datos a través de una red local. En general, la mayoría de ellos tienen una estructura de almacenamiento y una organización de datos similar. Sin embargo, la organización de datos real depende del proveedor y de la configuración integrada del modelo determinado de NAS.

Estructura de almacenamiento

Los datos de cada unidad perteneciente a un NAS normalmente se organizan en las siguientes particiones:

  • Partición de firmware. Esta partición contiene información técnica que se utiliza por el firmware incorporado del NAS. Por ejemplo, en TeraStation de 1TB, esta partición es de 0,6GB de tamaño, se identifica como 'Linux native' y está formateada con el sistema de archivos SGI XFS. Está disponible en el primer y el segundo disco del NAS.
  • Partición de intercambio (swap). Esta partición contiene swap para el firmware del NAS.
  • Partición de datos. En esta partición se almacenan los datos de usuario. En TeraStation de 1TB, por ejemplo, es una partición de 232GB identificada como 'Linux native'. Su tamaño real depende de la configuración del NAS.
  • Partición de relleno. Esta partición se utiliza para unificar el tamaño de la partición de datos independientemente del número real de discos. Su tamaño depende del modelo de la unidad. En TeraStation de 1TB, se identifica como 'Linux native' pero no contiene ningún sistema de archivos.

El estilo de particionamiento del disco es DOS estándar (basado en MBR) que cualquier software puede leer.

Configuración de RAID y organización de datos

Según la configuración, la tecnología RAID ofrece varios métodos posibles de organización de datos en las particiones de datos:

  • RAID 5. La configuración más utilizada. En RAID 5, los datos de usuario se encuentran en las particiones de datos de los cuatro discos. La distribución de paridad habitual es dinámica hacia atrás (simétrica izquierda). El tamaño de stripe puede ser diferente según la configuración (normalmente es de 64KB). El orden de las unidades es consecuente: el primer disco del NAS es el primer disco del RAID, etc. Por ejemplo, la partición de datos en TeraStation está formateada con SGI XFS mientras que en Synology – con Ext3.
  • RAID 0. Los datos de usuario generalmente se organizan como un único almacenamiento de capacidad total o un par de conjuntos de stripes de RAID 0 con dos particiones independientes (diferentes carpetas virtuales "compartidas" en el NAS). Ambas tienen el mismo tipo de sistema de archivos, pero contienen datos diferentes.
  • RAID 10 o RAID 0+1. El espejo de dos conjuntos de stripes RAID 0 o el conjunto de stripes de dos espejos. Los datos de usuario se organizan de la misma manera que en RAID 0, pero solamente una carpeta "compartida" y ambos conjuntos de stripes contienen la misma información.
  • JBOD. Las particiones de datos se concatenan para obtener la máxima capacidad de almacenamiento. Los datos de usuario están distribuidos entre todas las particiones de datos.
  • Tecnología específica basada en RAID. Algunos fabricantes introducen sus propios tipos de RAID que se basan en algoritmos patentados y, a menudo, se parecen a los administradores de volúmenes lógicos:
    • Drobo BeyondRAID por Drobo requiere dos o más unidades que pueden ser de diferentes capacidades. Y la matriz en sí consta de muchos RAID de 64KB de tamaño cada uno. El sistema establece dinámicamente el offset (desplazamiento) para los constituyentes, el nivel de RAID y el tamaño de stripe. Además, todo el espacio de almacenamiento se divide en bloques de 4KB para habilitar el aprovisionamiento ligero. El esquema de asignación de bloques se refleja en un mapa especial. Y los datos de usuario se almacenan no en la partición de datos dedicada, sino en una de Drobo BeyondRAID presente en cada unidad del arreglo. El sistema de archivos empleada con mayor frecuencia es Ext4.
    • Synology Hybrid RAID (SHR) de Synology NAS se compone de dos o más unidades que pueden tener diversas capacidades. En este tipo de RAID, en cada disco, se genera una unidad de asignación que corresponde al tamaño del disco más pequeño del arreglo. Luego dichas unidades se organizan en un RAID de un tipo convencional (1, 5 o 6, según el número de unidades y el nivel de redundancia seleccionado). Los "espacios" restantes en los discos cuyas capacidades superan el tamaño de la unidad más pequeña se organizan en otra matriz RAID, que luego se une con el primer RAID utilizando Linux LVM para construir un único almacenamiento virtual. En Synology, las particiones de datos suelen estar formateadas con el sistema de archivos Ext4.
    • RAID-Z se puede encontrar en las soluciones NAS personalizadas que funcionan bajo TrueNAS (FreeNAS). Se basa en un grupo de almacenamiento (storage pool) con ZFS que incluye al menos tres unidades. Las técnicas de distribución de datos son análogas a las del RAID 5, excepto que el sistema elige el tamaño de stripe en función de las necesidades actuales y esta información se escribe en los metadatos.
  • Unidades individuales. En las unidades del NAS que no están unidas en un RAID, cada partición de datos tiene un sistema de archivos independiente.
  • Cifrado. Algunos fabricantes de NAS, como Synology, QNAP, Buffalo, Western Digital y otros, ofrecen funciones integradas de cifrado de volúmenes para que los datos puedan protegerse del acceso no autorizado con la ayuda de ciertas tecnologías de cifrado, principalmente, LUKS de Linux.

Antes de iniciar la recuperación de datos de un dispositivo NAS, es necesario identificar su configuración real. Para obtener más información sobre los sistemas RAID, por favor, lea el artículo sobre las peculiaridades de la organización de datos en RAID. Y para aprender más sobre una tecnología particular de NAS, como Drobo BeyondRAID y Synology Hybrid RAID, consulte el artículo correspondiente.

¿Cuándo se puede requerir recuperar datos?

Debido a sus ventajas evidentes, los dispositivos NAS ya se han convertido en una parte esencial del trabajo diario para los usuarios domésticos y PYMES. Los fabricantes de NAS ahora ofrecen soluciones bastante rentables, contribuyendo a su popularidad en el mercado. Pero a pesar de la confiabilidad mejorada de dichos dispositivos, todavía están expuestos a fallas que a su vez pueden resultar en la inaccesibilidad del almacenamiento o incluso en la pérdida de datos. Las causas más comunes de pérdida de datos de ellos son:

  • Pérdida del enlace al NAS;
  • Matriz fuera de línea o 'cuatro luces rojas';
  • Corrupción de datos causada por un corte de energía;
  • Error del firmware o arranque fallido;
  • Falla de disco(s);
  • Falla del controlador;
  • Daños eléctricos o mecánicos.

Los errores de usuario que pueden causar la pérdida de datos son:

  • Actualización incorrecta del firmware que provocó el restablecimiento de la configuración integrada de RAID;
  • Eliminación de archivos;
  • Reconstrucción de la configuración integrada de RAID en el almacenamiento en vivo que dio como resultado el reformateo de los discos.

Si usted está absolutamente seguro de que las unidades del NAS no sufrieron ningún daño físico y permanecen intactas, puede iniciar la recuperación de datos siguiendo las instrucciones que se proporcionan a continuación. Sin embargo, cuando las unidades tienen defectos físicos resultantes de daños mecánicos, térmicos o eléctricos, se recomienda acudir a un centro de recuperación de datos especializado. 

Para recuperar los datos faltantes de un NAS por su cuenta, SysDev Laboratories ofrece el software UFS Explorer: UFS Explorer RAID Recovery diseñado especialmente para trabajar con RAID de varias configuraciones, y UFS Explorer Professional Recovery que se caracteriza por un enfoque profesional para la recuperación de datos de una variedad de sistemas de almacenamiento complejos. Los programas soportan una amplia gama de RAID, desde los estándar (RAID 0, RAID 1, RAID 1E, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6) y anidados (RAID 0+1, RAID 10, RAID 50, RAID 51, etc.) hasta los específicos (Drobo BeyondRAID, Synology Hybrid RAID, ZFS RAID-Z, Btrfs-RAID). En adición, son compatibles con una diversidad de sistemas de archivos utilizados en los dispositivos NAS modernos, incluidos Ext2, Ext3, Ext4, XFS, UFS, ZFS, Btrfs, así como con diferentes tecnologías de cifrado modernas.

Sugerencia: Para obtener información detallada sobre las tecnologías soportadas por un programa particular, consulte las especificaciones técnicas del producto de software respectivo.

Primeros pasos

Como los dispositivos NAS no brindan acceso a bajo nivel a datos, antes de iniciar la recuperación, se debe desensamblar el almacenamiento y conectar sus discos duros a una computadora. Para esto:

  • Retire las unidades de disco duro de la carcasa del NAS y marque su orden;
  • Identifique el tipo de interfaz de las unidades: los NAS modernos usan SATA; mientras que los almacenamientos muy antiguos aún pueden usar PATA/IDE;
  • Conecte las unidades a una computadora personal.

Sugerencia: Por favor, consulte el artículo sobre cómo elegir el sistema operativo óptimo para recuperar datos de un NAS.

Si la computadora utilizada para la recuperación no proporciona una cantidad suficiente de interfaces, se puede:

  • Instalar un adaptador de disco duro PCI adicional;
  • Utilizar adaptadores USB;
  • Adjuntar discos uno por uno y crear imágenes de disco. Se recomienda esta solución siempre que tenga suficiente espacio libre.

Advertencia: Apague la computadora y desconecte el cable de alimentación antes de instalar cualquier dispositivo PCI o conectar/desconectar unidades SATA/PATA para evitar daños eléctricos.

Sugerencia: Para descubrir cómo conectar unidades a la placa base de una computadora o adjuntarlas externamente usando un adaptador USB a SATA/IDE, vea los tutoriales de vídeo proporcionados.

Una vez obtenido el acceso a los datos del NAS, se puede proceder a su recuperación. Pero antes de esto, asegúrese de haber preparado un almacenamiento con una capacidad suficiente para guardar todos los archivos recuperados: un disco interno/externo montado en el sistema operativo u otro almacenamiento de red.

Recuperación de datos

Con UFS Explorer RAID Recovery, se puede recuperar datos en unos pasos sencillos:

  1. Examine la lista de dispositivos conectados en el panel izquierdo de la interfaz del software:

    • Si los metadatos de la configuración integrada de RAID no se dañaron gravemente, la matriz ensamblada se podrá encontrar entre los almacenamientos adjuntos. Se puede reconocer por el icono de "almacenamiento complejo", el nivel de RAID o el número de unidades.

    • En el caso de que el programa no pueda ensamblarlo automáticamente, es posible hacerlo manualmente a partir de las unidades-componentes o sus imágenes de disco:

      1. Pulse el botón "Construir RAID" y agregue cada miembro de la matriz usando la opción correspondiente en el menú contextual del almacenamiento particular. Para la mayoría de los NAS, se debe agregar las particiones de datos del mayor tamaño en lugar de unidades completas.

      2. Si RAID funciona en el modo degradado, añada un marcador de posición en vez del componente que falta utilizando la opción correspondiente de la barra de herramientas.

      3. Coloque los constituyentes en el orden correcto utilizando los botones de flecha y especifique la configuración RAID correcta en el panel de parámetros de RAID.

      4. Después de esto, pulse el botón "Construir este RAID".

  2. Encuentre el volumen de RAID montado en la lista de almacenamientos conectados, ábralo y explore su contenido. Si los archivos parecen dañados, puede ser que la configuración de RAID esté establecida incorrectamente. En este caso, haga clic con el botón derecho en el RAID en la lista, seleccione "Editar configuración RAID" e intente corregirla. Después de eso, pulse el botón "Construir este RAID" de nuevo.

    Nota: Si no sabe en qué tipo de RAID se basa su NAS, consulte la documentación del dispositivo. Usted puede intentar reconstruirlo tantas veces como quiera, ya que el software funciona en modo de sólo lectura y no modifica ninguna información en los discos de origen.

  3. Para recuperar sus archivos borrados o perdidos, escanee este volumen usando el botón o la opción del menú contextual correspondiente.

  4. Después de que se complete el escaneo, encuentre los archivos necesarios y guárdelos en una ubicación segura.

Notas finales

En caso de cualquier daño físico, se recomienda llevar su NAS a una empresa especializada en la recuperación de datos para evitar la pérdida irreversible de datos. Asimismo, si no desea o no puede realizar las operaciones de recuperación de datos usted mismo, comúniquese con SysDev Laboratories y ordene sus servicios profesionales de recuperación de datos. 

Última actualización: el 02 de septiembre de 2022

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