Con l’evoluzione dell’IT e la sua diffusione nella vita quotidiana, il valore dei dati ha raggiunto un nuovo livello. La tecnologia RAID è stata sviluppata per prevenire la perdita di dati; tuttavia, nella pratica anche gli array RAID possono guastarsi. Questo articolo analizza le principali cause di guasto negli array RAID 3 e RAID 4 e spiega come recuperare i dati persi.
Contenuti
- Funzionamento di RAID 3 e RAID 4
- Differenze tra RAID 3 e RAID 4
- Cause di perdita di dati su RAID 3 e RAID 4
- Cosa fare se un array RAID 3 o RAID 4 si guasta
- Confronto con i livelli RAID moderni
- Migrazione da RAID 3/4 a soluzioni moderne
Funzionamento di RAID 3 e RAID 4
Per configurare un array RAID 3 o RAID 4 sono necessari almeno tre dischi. Questo requisito deriva dal loro principio di funzionamento. Sia RAID 3 sia RAID 4 utilizzano lo striping (come in RAID 0) insieme a un disco di parità dedicato. La parità viene calcolata automaticamente in fase di scrittura e memorizzata sull’unità dedicata, quindi utilizzata durante i trasferimenti dei dati (spostamenti o copie) per verificarne l’integrità. In caso di guasto, i dati mancanti vengono ricostruiti tramite XOR sui dischi rimanenti.
Le prestazioni con questa configurazione sono sensibilmente superiori rispetto a RAID 1 e l’array continua a funzionare anche in caso di guasto di un singolo disco. L’utente visualizzerà un avviso e un calo delle prestazioni. In tal caso, sostituire immediatamente il disco guasto, altrimenti i dati potrebbero andare persi.
Rispetto a RAID 0 (striping), RAID 3 e RAID 4 sono più lenti in scrittura, poiché l’aggiornamento della parità sul disco dedicato comporta un sovraccarico.
Si noti che oggi RAID 3 e RAID 4 sono raramente impiegati a causa delle scarse prestazioni con numerose richieste di I/O concorrenti. Letture e scritture coinvolgono tutti i dischi in modo sincrono mentre la parità risiede su un singolo dispositivo, creando un collo di bottiglia che limita il throughput. RAID 3 e RAID 4 sono più adatti a carichi di lavoro sequenziali, come lo streaming video, in cui si effettuano trasferimenti lunghi con minima concorrenza di I/O.
Differenze tra RAID 3 e RAID 4
RAID 3 e RAID 4 sono molto simili. Condividono la stessa architettura e lo stesso numero minimo di dischi, ed entrambi utilizzano un disco di parità dedicato per consentire la ricostruzione dei dati quando necessario. La differenza principale è la granularità dello striping. RAID 3 applica lo striping a livello di byte, mentre RAID 4 a livello di blocco. Lo striping a livello di blocco può mitigare in parte le scarse prestazioni di scrittura in presenza di I/O concorrente. Tuttavia, poiché il calcolo e l’aggiornamento della parità continuano a concentrarsi su un singolo disco, RAID 3 e RAID 4 sono oggi raramente utilizzati. I livelli più recenti offrono prestazioni superiori mantenendo una solida protezione dei dati. Per ulteriori dettagli, vedere “Tipi di array RAID — Quale livello scegliere?”.
Cause di perdita di dati su RAID 3 e RAID 4
RAID protegge i dati in caso di guasto di un singolo disco, ma è comunque possibile perdere informazioni importanti per molte altre ragioni. La minaccia principale per un RAID (come per qualsiasi componente hardware) sono i problemi di alimentazione, in grado di danneggiare più dischi contemporaneamente. In tali circostanze, il recupero dei dati risulta complesso, poiché è necessario intervenire sull’hardware con riparazioni o sostituzioni prima di poter tentare di recuperare i dati. Inoltre, i controller (sia hardware sia software) sono sensibili a interruzioni improvvise dell’alimentazione e a sovratensioni. Anche sostituire il controller con un modello identico non sempre ripristina l’array: un nuovo controller può non riuscire a determinare la geometria dell’array (offset iniziale, ordine dei dischi, dimensione dello stripe) e quindi a ricomporre correttamente l’array. Durante l’implementazione di qualsiasi livello RAID, è fondamentale disporre di un UPS affidabile per prevenire tali problemi.
Altre cause comuni di guasti in RAID 3 e RAID 4 includono errori di ricostruzione dopo un riavvio. I controller possono non riuscire a ricostruire l’array a causa di un numero eccessivo di settori danneggiati che generano errori durante la ricostruzione, di collegamenti dei dischi errati (spesso dopo interventi di manutenzione) o di cavi danneggiati.
L’errore umano è un’ulteriore causa frequente di perdita di dati. Anche con un array correttamente configurato possono verificarsi cancellazioni accidentali di file, formattazioni di partizioni o operazioni sui dati eseguite in modo non corretto. In tali casi è necessario un software per il recupero dati. RS RAID Retrieve è un’ottima scelta per semplicità e capacità di recuperare i dati anche in scenari complessi.
I malfunzionamenti del sistema operativo possono influire su RAID 3 e RAID 4, soprattutto nel caso di RAID software, in cui l’operatività dell’array dipende direttamente dal sistema operativo. Un guasto del sistema con ogni probabilità lascerà un array RAID non funzionante. I controller hardware dipendono meno dal sistema operativo ma sono più costosi, mentre il RAID software può essere implementato in quasi qualsiasi sistema operativo. Per informazioni su come configurare un RAID software, vedere “RAID software — pro e contro”.
Il funzionamento del RAID può essere compromesso anche da malware o adware. I malware possono eliminare, corrompere o rendere illeggibili i file e danneggiare la struttura logica dei dischi, con conseguente degrado delle prestazioni o impedimento dell’avvio dell’array. Eseguire regolarmente la scansione dell’array alla ricerca di malware utilizzando strumenti a pagamento o gratuiti.
Infine, la corruzione della struttura logica dei dischi può verificarsi a causa di errori del controller o di numerosi bad block. L’array RAID 3 o RAID 4 può rallentare e segnalare errori del disco o non avviarsi del tutto. Si raccomanda vivamente di utilizzare componenti di alta qualità e affidabili.
Cosa fare se un array RAID 3 o RAID 4 si guasta
L’affidabilità degli array RAID 3 e RAID 4 dipende in larga misura da una corretta manutenzione (monitoraggio dello stato dei dischi, rimozione dei file superflui per mantenere le prestazioni, risoluzione dei problemi software, ecc.). Anche così, possono verificarsi imprevisti. Un caso tipico è l’eliminazione di dati ritenuti “non necessari” che si rivelano utili in un secondo momento. Qualunque sia la causa della perdita di dati, è fondamentale agire correttamente per evitare ulteriori danni e massimizzare le probabilità di recupero riuscito.
Per prima cosa, estrarre i dati dall’array RAID 3 o RAID 4 e solo successivamente tentare di ripristinare l’array stesso.
Procedere come segue:
Passaggio 1: Scaricare e installare RS RAID Retrieve. Avviare l’applicazione. Si aprirà il “RAID Builder” integrato. Fare clic su “Next”.
Ripristino automatico di qualsiasi tipo di array RAID
Passaggio 2: Scegliere come aggiungere l’array RAID per la scansione. RS RAID Retrieve offre tre opzioni:
- Automatic mode — selezionare semplicemente i dischi che componevano l’array; il programma determinerà automaticamente il loro ordine, il livello RAID e gli altri parametri.
- Search by controller vendor — selezionare questa opzione se si conosce il produttore del controller RAID. Anche questa modalità è automatica e non richiede conoscenze sulla struttura dell’array. Indicare il produttore accelera la ricostruzione dell’array, risultando più rapida della precedente.
- Manual creation — utilizzare questa modalità se si conosce il livello RAID impiegato. È possibile specificare i parametri noti e il programma determinerà automaticamente il resto.
Dopo aver scelto l’opzione appropriata, fare clic su “Next”.
Passaggio 3: Selezionare i dischi che costituivano l’array RAID e fare clic su “Next”. Il programma cercherà le configurazioni dell’array. Al termine, fare clic su “Finish”.
Passaggio 4: Dopo che il builder ha assemblato l’array, questo verrà visualizzato come una normale unità. Fare doppio clic su di essa. Si aprirà il File Recovery Wizard. Fare clic su “Next”.
Passaggio 5: RS RAID Retrieve proporrà di analizzare l’array alla ricerca di file recuperabili. Sono disponibili due opzioni: Quick scan e Full analysis. Scegliere la modalità desiderata. Quindi specificare il file system utilizzato sull’array. Se non si è sicuri, selezionare tutte le opzioni disponibili come mostrato nello screenshot. RS RAID Retrieve supporta tutti i file system moderni.
Quando tutto è impostato, fare clic su “Next”.
Passaggio 6: Avrà inizio la scansione. Al termine, verrà mostrata la struttura originale di cartelle e file. Individuare i file necessari, fare clic con il pulsante destro e scegliere “Recover”.
Passaggio 7: Scegliere dove salvare i file recuperati. È possibile utilizzare un disco, un archivio ZIP o un server FTP. Fare clic su “Next”.
Dopo aver fatto clic su “Next”, il programma avvierà il processo di recupero. Al termine, i file selezionati saranno disponibili nel percorso specificato.
Dopo aver recuperato correttamente tutti i file, ricreare l’array RAID 3 o RAID 4 e copiare nuovamente i file sull’array.
Come si può vedere, recuperare i dati da RAID 3 e RAID 4 è semplice e non richiede conoscenze approfondite del PC, rendendo RS RAID Retrieve adatto sia ai professionisti sia ai principianti.
Confronto con i livelli RAID moderni
Perché RAID 5/6 sono preferibili
Sebbene RAID 3 e RAID 4 siano stati innovativi a suo tempo, i sistemi informatici moderni privilegiano soluzioni più avanzate come RAID 5 e RAID 6. Ecco le principali ragioni di questo orientamento.
Prestazioni e concorrenza
RAID 5 elimina il principale collo di bottiglia di RAID 3/4 — il disco di parità dedicato. In RAID 5, la parità è distribuita su tutti i dischi, il che consente di:
- Gestire più richieste di lettura/scrittura in modo concorrente
- Utilizzare tutti i dischi in parallelo invece di dover attendere il disco di parità
- Ottenere prestazioni molto superiori nelle operazioni di I/O casuale
Confronto delle prestazioni:
- RAID 3/4: le prestazioni possono ridursi di 3–5 volte in presenza di richieste concorrenti
- RAID 5: le prestazioni restano stabili anche sotto carico elevato
Scalabilità
RAID 6 introduce la doppia parità, ovvero:
- Consente di tollerare due guasti simultanei dei dischi senza perdita di dati
- Maggiore affidabilità per sistemi mission-critical
- Migliore protezione durante la ricostruzione dell’array
Compatibilità con l’hardware moderno
I controller e i sistemi operativi moderni sono ottimizzati per RAID 5/6:
- Accelerazione hardware dei calcoli di parità
- Algoritmi di ricostruzione migliorati
- Supporto per unità di grande capacità (8 TB+)
| Parametro | RAID 3/4 | RAID 5 | RAID 6 |
|---|---|---|---|
| Numero minimo di dischi | 3 | 3 | 4 |
| Capacità utilizzabile | (n-1)/n | (n-1)/n | (n-2)/n |
| Tolleranza ai guasti | 1 disco | 1 disco | 2 dischi |
| Prestazioni in scrittura | Basse | Medie | Medie |
| Prestazioni in lettura | Alte | Alte | Alte |
Migrazione da RAID 3/4 a soluzioni moderne
La migrazione da RAID 3/4 legacy a livelli RAID moderni richiede una pianificazione accurata e un approccio per fasi.
Strategie di migrazione
Esistono due strategie principali, ciascuna adatta a scenari differenti.
Sostituzione completa è l’approccio consigliato, in quanto offre prestazioni massime, funzionalità di sicurezza avanzate e piena compatibilità con l’hardware di nuova generazione. Questo metodo prevede l’esecuzione di un backup completo di tutti i dati, l’approvvigionamento e il collaudo del nuovo hardware in un ambiente isolato, l’installazione del nuovo controller RAID, la creazione di un array RAID 5/6 e il ripristino dei dati dal backup. La fase finale comprende la dismissione del sistema precedente, l’attivazione della nuova configurazione e la verifica approfondita dell’integrità dei dati.
Migrazione graduale è preferibile per sistemi critici per la continuità del servizio con tempi di inattività (downtime) limitati. Per prima cosa collegare dischi aggiuntivi al sistema esistente e creare un array RAID 5 temporaneo. Quindi copiare i dati nel nuovo array e verificarne l’integrità. Infine reindirizzare le applicazioni al nuovo array e rimuovere la vecchia configurazione.
Dopo una migrazione riuscita da RAID 3/4, ci si può attendere incrementi significativi delle prestazioni, tra cui operazioni di I/O casuale 2–4 volte più rapide, una riduzione della latenza di sistema del 30–50% e un miglioramento delle prestazioni applicative.
