Synology Hybrid RAID: особливості організації та відновлення даних

Випуск більш доступних моделей NAS на ряду з впровадженням SHR сприяли значному зростанню популярності Synology серед домашніх користувачів та невеликих підприємств, які отримали можливість ефективно зберігати і обмінюватися цифровим контентом без ретельного планування, попередніх розрахунків або глибокого занурення в складні поняття, невіддільні від RAID, такі як дзеркалювання, чергування або парність. Однак, незважаючи на їх зручність та надійність, цим пристроям NAS також притаманні проблеми, які призводять до втрати даних, і щоб успішного повернути зниклі файли, необхідно мати уявлення про особливості організації даних Synology Hybrid RAID, що безпосередньо впливають на процес відновлення з мережевих сховищ на базі цієї технології.

Зміст:

Що таке SHR?
Організація даних
Переваги та недоліки
Коли може знадобитися відновлення?
Процес відновлення даних: рекомендації та запобіжні заходи

Що таке SHR?

Synology Hybrid RAID або просто SHR – це альтернативний метод забезпечення надлишковості, розроблений для об'єднання декількох дисків NAS Synology в єдиний логічний елемент з метою захисту пристрою від втрати даних, викликаної виходом з ладу одного з дисків, позбавлений відчутних обмежень класичних RAID, серед яких повна відсутність гнучкості і досить складна процедура налаштування.

Реліз SHR відбувся в березні 2010 року разом з операціїною системою Diskstation Manager 2.3. Наразі технологія підтримується більшістю моделей Synology NAS. Створена на основі комбінації Linux mdadm і LVM, ця схема розподілу даних пропонує більш автоматизоване управління сховищем, поліпшену масштабованість і дозволяє використовувати диски різної місткості в одному NAS-боксі, в той час як майже весь доступний простір може ефективно використовуватись для зберігання даних.

На відміну від RAID, SHR має значно меншу кількість варіацій. Пропонуються дві основні опції: SHR і SHR 2. SHR захищає масив від виходу з ладу одного диска, а SHR 2 – від одночасної відмови двох дисків.

Теоретично, можна провести наступну паралель між SHR і традиційними рівнями RAID:

SHR, що складається з 2 дисків, відповідає RAID 1;
SHR, що складається з 3 або більше дисків, аналогічний до RAID 5;
SHR 2 можна порівняти з RAID 6.

Підказка: Усі основні поняття, пов’язані з RAID, описані в особливостях організації даних на RAID.

Однак, слід зазначити, що така аналогія справедлива тільки з точки зору використання сховища, в той час як принципи внутрішньої організації даних не завжди повністю збігаються.

Організація даних

Кожен фізичний диск, що входить до складу SHR, поділяється на кілька менших одиниць розподілу (на основі розміру найменшого диска в масиві), після цього автоматично будується програмний RAID, але не з цілих дисків, а із вже зазначених менших секцій.

Таким чином, якщо у масиві використовуються диски однакової ємності, результат фактично не відрізняється від отриманого зі звичайним RAID (рівня 1, 5 або 6, залежно від кількості складових дисків і обраної надмірності). Однак, якщо обсяги дисків не збігаються, у кожному випадку створюється свого роду поєднання різних RAID, яке дозволяє використати простір, що залишився.

Наприклад, до NAS із чотирма відсіками приєднано чотири диски: два – по 2 ТБ, а решта – по 6 ТБ. У класичному RAID 5 всі диски будуть розглядатися як диски однакового розміру, який дорівнює ємності найменшого диска (тобто 4 x 2 TB = 8 TB), в той час як залишок простору для зберігання (2 x 4 TB = 8 TB) просто втрачається. Також доведеться відняти ще один диск (2 ТБ), який буде використовуватися для зберігання парності, і, таким чином, із 16 ТБ ми отримаємо лише 6 ТБ корисного простору для зберігання.

З іншого боку, SHR спочатку побудує RAID 5, тоді як решта "хвостів дисків" (2 x 4 ТБ) стануть компонентами RAID 1, а обидва RAID-масиви буде автоматично об'єднано в єдине сховище – JBOD. Загалом, той самий NAS, але із застосуванням SHR, надасть 10 ТБ корисного дискового простору із захистом від збою одного з дисків масиву, що складатиметься з RAID 5 і RAID 1, об'єднаних в один JBOD.

Переваги та недоліки

Порівняно з класичним RAID, який також доступний в якості можливої конфігурації для більшості моделей Synology NAS, технологія Synology Hybrid RAID може похвалитися низкою важливих переваг:

в одному SHR можна поєднувати жорсткі диски різних виробників, швидкості і ємності;
SHR, що складається з дисків різної ємності, забезпечує набагато більший обсяг корисного простору в порівнянні з RAID – тільки один найбільший диск "втрачається" через надлишковість;
при цьому SHR гарантує захист від відмови одного диска і спричиненої нею втрати даних (а SHR 2 –навіть двох дисків);
у будь-який момент до SHR можна додавати нові диски, не потрібно жодних попередніх розрахунків;

Одначе, SHR характеризувється дещо меншою швидкістю. Крім того, досить складна структура може стати перешкодою для вилучення важливих файлів у разі втрати даних.

Коли може знадобитися відновлення?

Опираючись переважно на технологію RAID, Synology Hybrid RAID успадкував її вразливі місця, що може призвести до втрати доступу до важливих файлів:

некоректна конфігурація може бути спричинена раптовою втратою живлення або неправильною перебудовою масиву;
через збої програмного забезпечення, шкідливі програми, перебої у подачі електроенергії, неправильне завершення роботи і т.д. може трапитись ушкодження файлової системи;
помилки мікропрограмного забезпечення або операційної системи можуть зробити деякі розділи або всю пам'ять недоступними;
помилки користувача, такі як видалення файлів, форматування, недбале виконання переустановки чи вибір конфігурації також можуть привести до різних проблем та, в результаті, втрати даних;
вихід з ладу або фізичне пошкодження пристрою NAS або його дисків може призвести до цілковитої втрати даних, оскільки такі системи розраховані на відмову не більш ніж двох дисків (залежно від конфігурації). До основних ознак можна віднести нездатність системи розпізнавати диски, недоступність інтерфейсу користувача, повідомлення про помилки, незвичний колір лампочок, розташованих на пристрої, звукові сигнали, дзижчання або цокання і т. д.

Процес відновлення даних: рекомендації та запобіжні заходи

Що необхідно, щоб виконати завдання?

Відновлення даних з мережевого накопичувача на основі SHR – це складна процедура, яка вимагає передових програмних засобів, наявних тільки в професійній та RAID-редакції UFS Explorer. Для цього процесу Вам також знадобиться:

персональний комп'ютер під Windows, Linux або macOS, який буде використовуватися для установки і запуску програмного забезпечення;

достатня кількість вільного простору на ПК, який використовуватиметься для відновлення, або на будь-якому зовнішньому носії чи мережевому сховищі;

кабелі SATA і вільні порти на материнській платі для підключення накопичувачів NAS до ПК для відновлення. Також можна скористатись перехідником USB-до-SATA.

Підказка: Будь ласка, зверніться до інструкцій щодо безпечного вилучення дисків із NAS та підключення накопичувачів до комп'ютера для відновлення даних.

Як зібрати масив?

Метадані на дисках SHR автоматично розпізнаються програмним забезпеченням, і масив реконструюється у віртуальному режимі.

Втім, процес відновлення даних може бути ускладнений через втрату або пошкодження метаданих SHR. У цьому випадку, програма не зможе автоматично відновити конфігурацію, і користувачеві доведеться задавати параметри масиву вручну. Для більшості NAS Synology тільки"розділи з даними" – найбільші розділи кожного з фізичних дисків становлять RAID і повинні додаватись в якості його компонентів.

Якщо в SHR використовуються диски однакового розміру, дані з системи можна відновити як з будь-якого традиційного RAID. Якщо два або більше дисків мають більшу ємність, їх "хвости" потрібно зібрати в інший RAID, а потім об'єднати з основним RAID-масивом. Фактично, два масиви визначаються окремо і додаються як складові JBOD. Головна складність у такому випадку – коректно віднайти "компоненти-хвости" і правильно поєднати їх з основним RAID.

What safety measures are to be taken?

Після втрати даних не варто робити спроби перебудувати систему, оскільки вони можуть знизити шанси на успішне відновлення.
Перш ніж виймати диски з пристрою NAS, не зайвим буде промаркувати їх відповідно до їх порядку. При вертикальному розміщенні диски нумеруються зверху вниз, при горизонтальному – зліва направо.
У разі збою жорсткого диска, несправні диски можна визначити за допомогою утиліти Storage Manager, наявної в DiskStation Manager. У лівій панелі виберіть HDD/SDD, де буде показано список дисків та їх поточний стан. Під час відновлення даних диски, що вийшли з ладу, потрібно бути замінити віртуальними заповнювачами, щоб програмне забезпечення змогло відновити їх з допомогою надмірності.

Останнє оновлення: 18 вересня 2020