RAID, NAS und SAN
RAID-Datenrettung
Was RAID ist, wie ein NAS es nutzt, der Unterschied zwischen Software- und Hardware-RAID, warum ein RAID trotzdem ausfällt, und was Sie dann tun und lassen sollten.
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RAID, NAS und SAN
Was RAID ist, wie ein NAS es nutzt, der Unterschied zwischen Software- und Hardware-RAID, warum ein RAID trotzdem ausfällt, und was Sie dann tun und lassen sollten.
RAID (Redundant Array of Independent Disks) verteilt Daten auf mehrere Festplatten, die zusammen als ein Volume arbeiten. Je nach Level bringt das mehr Geschwindigkeit, mehr Schutz vor einer defekten Festplatte, oder beides.
Dieser Schutz beruht auf Redundanz: einer Kopie der Daten (Spiegelung, Mirroring) oder einem berechneten Prüfwert (Parität, Parity), aus dem sich der Inhalt einer ausgefallenen Festplatte neu berechnen lässt.
RAID ist kein Backup. Es schützt vor dem Ausfall einer Festplatte, nicht vor gelöschten Dateien, Ransomware, einem defekten Controller oder einem Fehler beim Wiederaufbau (Rebuild).
Jedes Level ist ein Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Kapazität und Schutz.
| Level | Funktionsweise | Min. Platten | Darf ausfallen |
|---|---|---|---|
| RAID 0 | Daten in Blöcken auf alle Platten verteilt (Striping). Schnell, aber ohne Schutz. | 2 | keine |
| RAID 1 | Jede Platte enthält dieselben Daten (Spiegelung, Mirroring). | 2 | alle bis auf eine |
| RAID 5 | Striping mit Parität (Parity), über alle Platten verteilt. | 3 | 1 Platte |
| RAID 6 | Striping mit doppelter Parität (Dual Parity). | 4 | 2 Platten |
| RAID 10 | Gespiegelte Paare, zusammen gestriped. | 4 | 1 pro Spiegelpaar |
| JBOD / Spanning | Platten hintereinander zu einem Volume verbunden, ohne Schutz. | 2 | keine |
Daneben gibt es Kombinationen wie RAID 50 und 60 sowie herstellereigene Varianten wie SHR bei Synology und RAID-Z bei ZFS.
Bei RAID 5 ist der Paritätsblock das XOR der Datenblöcke im selben Stripe. Fällt eine Platte aus, ist ihr Block das XOR der übrigen Blöcke und der Parität. RAID 6 fügt einen zweiten, unabhängigen Prüfwert hinzu (meist Reed-Solomon, die Q-Parität), sodass sich zwei fehlende Blöcke berechnen lassen.
Beim Wiederaufbau (Rebuild) muss also jeder Block jeder verbleibenden Platte fehlerfrei gelesen werden. Ein einziger unlesbarer Sektor (Unrecoverable Read Error, URE) genügt, damit ein Block nicht neu berechnet werden kann.
Ein NAS ist ein kleiner Server mit mehreren Festplatten. Die meisten NAS-Geräte verwenden keine separate RAID-Karte, sondern Linux-Software-RAID, oft mit einer Volume-Verwaltung (Volume Manager) und einem Dateisystem (File System) darüber. Einige Beispiele:
Für eine Wiederherstellung heißt das: Wir müssen nicht nur das RAID selbst rekonstruieren, sondern auch die Schichten darüber (LVM, Btrfs, ZFS), um an Ihre Dateien zu kommen. Das NAS-Gerät selbst brauchen wir dafür nicht.
Nutzt das RAID-Volume zusätzlich Deduplizierung (Deduplication), etwa die Windows-Server-Deduplizierung, ZFS-Dedup oder die einer Backup-Appliance, reicht es nicht, das RAID zu rekonstruieren: Auch die Deduplizierungsschicht muss wieder stimmen, bevor die Dateien lesbar werden (Deduplication Issues). Das ist ein typischer Fall mehrschichtiger Wiederherstellung.
Mehr zur mehrschichtigen Wiederherstellung und Deduplizierung →
Ein separater Controller (zum Beispiel von Broadcom/LSI, Adaptec, HPE Smart Array oder Dell PERC) mit eigenem Prozessor und Cache, oft durch eine Batterie oder Flash-Speicher geschützt (BBU, Flash-Backed Write Cache). Die Konfiguration liegt in einem herstellereigenen Format vor.
Das Betriebssystem verwaltet das RAID: mdadm unter Linux, ZFS, Windows-Speicherplätze oder dynamische Datenträger. Die Konfiguration ist besser lesbar, und die Platten sind nicht an einen Controller gebunden.
Im BIOS des Mainboards eingerichtetes RAID, etwa Intel RST. Es wirkt wie Hardware-RAID, die Arbeit erledigt aber ein Treiber im Betriebssystem.
Für die Wiederherstellung spielt der Typ eine kleinere Rolle als oft gedacht: Wir rekonstruieren die Daten direkt von den Festplatten, unabhängig vom Controller oder Gerät.
Linux-Software-RAID (mdadm) speichert auf jeder Platte einen Superblock: bei Version 1.2, dem Standard, 4 KiB nach dem Anfang der Platte oder Partition; bei den älteren Versionen 0.90 und 1.0 am Ende. Hardware-Controller verwenden das DDF-Format (Disk Data Format) oder ein eigenes Format, meist am Ende der Platte. Auch Intel RST (IMSM) legt seine Metadaten am Ende ab.
Wurden diese Metadaten überschrieben, etwa durch eine Neuinitialisierung des RAID, sind die Daten selbst meist noch vorhanden. Die Parameter müssen dann aus den Daten abgeleitet werden.
Ein RAID schützt vor einem Defekt, in der Praxis sehen wir aber vor allem diese Ursachen:
Die Blockgröße (Stripe Size oder Chunk Size) liegt meist zwischen 16 KiB und 1 MiB; mdadm verwendet standardmäßig 512 KiB. Für RAID 5 gibt es verschiedene Paritätsanordnungen (Parity Layout), etwa left-symmetric, den Standard bei mdadm, und left-asymmetric oder right-symmetric.
Wir leiten sie aus erkennbaren Strukturen ab: Wo Partitionstabellen, Dateisystemstrukturen und Dateiköpfe (File Header) auf den einzelnen Platten landen, verrät die Reihenfolge der Platten, die Blockgröße und die Paritätsanordnung.
Die Entropieanalyse (Entropy Scanning) misst für jeden Block, wie zufällig die Daten sind. Komprimierte oder verschlüsselte Daten und Parität erzielen hohe Werte, leere Bereiche, Text und Dateisystemstrukturen niedrige. Wo diese Werte in festen Abständen wechseln, verraten sie die Blockgröße und die Lage der Parität, auch wenn keine erkennbaren Strukturen vorhanden sind.
Nein. RAID schützt vor dem Ausfall einer Festplatte. Gegen gelöschte Dateien, Ransomware, einen defekten Controller oder einen missglückten Wiederaufbau schützt es nicht. Dafür brauchen Sie ein separates Backup.
Nicht unbedingt. Oft ist eine der ausgefallenen Platten noch teilweise lesbar, oder sie ist lange vor der anderen ausgefallen. Nach einer Analyse wissen wir, ob sich die Daten wiederherstellen lassen.
Nein, die Festplatten reichen. Wir rekonstruieren das RAID unabhängig vom Controller oder NAS. Schicken Sie aber alle Platten ein, auch die defekten, und notieren Sie die Reihenfolge.
Sind alle anderen Platten gesund, kann das klappen. Ist noch eine schwache Platte dabei, kann der Wiederaufbau genau diese zum Ausfall bringen oder falsche Daten über gute schreiben. Im Zweifel: System ausschalten und zuerst eine Analyse anfragen.
Ja. Wir stellen Software-RAID aus NAS-Geräten, Hardware-RAID von Server-Controllern sowie ZFS, Btrfs und LVM wieder her.
Das hängt von der Anzahl der Platten, ihrem Zustand und dem Aufbau des Systems ab. Die Analyse ist kostenlos und unverbindlich: Sie erfahren, was los ist und was es kostet, bevor Sie etwas entscheiden.
Schalten Sie das System aus und fragen Sie eine kostenlose Analyse an, oder rufen Sie uns an. Wir sagen Ihnen, was los ist und was es kostet, bevor etwas passiert.