Sprzętowe systemy RAID są nadal standardem w środowisku komercyjnym w zakresie bezpieczeństwa IT i bezpieczeństwa danych, pomimo rozkwitu rozwiązań przechowywania danych w chmurze. Z kolei w środowisku prywatnym rzadko stosuje się system RAID, chociaż nowoczesne systemy operacyjne z programowym RAID zapewniają już odpowiednie rozwiązania, na przykład w celu zabezpieczenia ważnych danych, takich jak zdjęcia, filmy, obrazy lub inne dokumenty przed utratą danych. W poniższym artykule porównujemy zalety, ale także wady RAID programowego zamiast RAID sprzętowego i odpowiadamy na pytanie, czy RAID programowy do redundantnego przechowywania danych nadaje się także dla firm. Dla bardzo dociekliwych wyjaśniamy też pokrótce, jak skonfigurować programowy RAID pod Windows 10.

1. co oznacza termin RAID

Systemy RAID często kojarzone są z pojęciami „wydajność“ i „ochrona danych“. Zasadniczo jednak chodzi o zwiększenie albo maksymalnej przepustowości danych, albo bezpieczeństwa awarii dysków twardych poprzez zastosowanie kilku dysków twardych.

RAID jest skrótem od „Redundant Arrays of Independent Discs“ i w przybliżeniu oznacza nadmiarowy zbiór niezależnych dysków twardych. 2.

2 Istnieją takie poziomy RAID.

Sposób działania macierzy RAID zależy od tzw. poziomu RAID, który określa tryb pracy, a także wymaga innej liczby dysków twardych.

• RAID0 (stripping) łączy kilka fizycznych dysków twardych w jeden duży, wirtualny nośnik danych. W RAID 0 wszystkie nośniki danych są zapisywane jednocześnie, dzięki czemu obciążenie odczytem i zapisem jest rozdzielane na poszczególne dyski twarde, co zwiększa ogólną wydajność. Ponieważ w przypadku awarii jednego dysku cała macierz RAID przestaje działać, nie zalecamy tego trybu pracy.
• W trybie RAID 1 (mirroring) dysk jest dublowany na jednym lub nawet kilku dyskach twardych. W przypadku awarii jednego z dysków w macierzy RAID 1, dane są nadal dostępne, ponieważ pozostałe dyski przejmują zadania. Wadą macierzy RAID 1 jest to, że można efektywnie wykorzystać tylko przestrzeń dyskową jednego dysku twardego, podczas gdy pozostałe dyski lustrują ją w stosunku 1:1.
• RAID 5, RAID 10 i podobne tryby pracy, niektóre o innych nazwach, rozkładają dane na kilka dysków twardych i w ten sposób minimalizują ryzyko awarii. Dzięki dystrybucji informacji o parzystości na innych dyskach, takie systemy RAID są w stanie zapewnić większą łączną pojemność w porównaniu z RAID 1. Na przykład, jeśli zbudujesz RAID 5 z 3 dyskami o pojemności 2 TB każdy, dostępne są 4 TB całkowitej pojemności. Pozostała część jest wykorzystywana na parzystość. RAID 5 lub 10 są często stosowane w serwerach lub NAS.

Więcej informacji o różnych trybach pracy znajdziesz w naszym artykule „Większe bezpieczeństwo danych dzięki systemom RAID“.

RAID nie zastępuje backupu

Szczególnie mniej doświadczeni użytkownicy ulegają błędnemu przekonaniu, że system RAID z poziomem RAID 1 lub wyższym zastępuje kopię zapasową. Tak jednak nie jest. Zasadniczo wszystkie dane są jedynie mirrorowane w celu zwiększenia niezawodności w przypadku uszkodzenia nośnika danych. Raid nie chroni przed typowymi zagrożeniami, jak np.

• przypadkowe usunięcie plików,
• uszkodzone pliki w wyniku przerwania prób zapisu przez oprogramowanie, np. w przypadku awarii programu
• celowe usuwanie lub szyfrowanie plików przez sabotaż lub tzw. trojany kryptograficzne.

W naszych artykułach Strategie ochrony przed trojanami takimi jak Locky: właściwy backup! Jak również Tworzenie kopii zapasowych danych: Najlepsze strategie tworzenia kopii zapasowych dla komputerów z systemem Windows znajdziesz więcej porad i wskazówek na temat tworzenia kopii zapasowych.

3 Oto różnice między RAID sprzętowym a programowym

RAID może być realizowany zarówno jako RAID sprzętowy, jak i programowy.

3.1 Sprzętowy RAID dla systemów serwerowych w firmach

W sprzętowym RAID stosowany jest specjalny kontroler RA ID w postaci karty wtykowej, do której podłączane są dyski twarde. Kontroler samodzielnie dba o stan RAID i udostępnia go w czasie uruchamiania systemu. Do działania nie jest zależny od dalszego oprogramowania, choć wielu producentów udostępnia programy zarządzające i diagnostyczne, które mogą być również monitorowane i kontrolowane zdalnie dla administratorów w firmach. W przypadku awarii dysku, sprzętowy RAID będzie działał normalnie do czasu wymiany uszkodzonego dysku, a po wymianie automatycznie przywróci redundancję.

.

Sprzętowy RAID charakteryzuje się również tym, że posiada własny kontroler i pamięć podręczną, dzięki czemu odciąża procesor systemu podczas pracy. Do tego kontroler potrzebuje własnego procesora i pamięci cache, co również tłumaczy wyższe koszty zakupu.

Zamiast kontrolerów RAID w postaci kart wtykowych dostępne są również kontrolery RAID w obudowie stelażowej, przeznaczone zwłaszcza dla serwerowni, które zapewniają pojemność pamięci masowej w sieci pamięci masowej (SAN) w postaci macierzy dyskowej.

„Fake RAID“: W niższym segmencie cenowym można również znaleźć kontrolery RAID, często zaimplementowane na płytach głównych, które oferują RAID 0, RAID 1 lub inne tryby pracy. Są to tak zwane hostowe kontrolery RAID. Bez dodatkowego oprogramowania, np. sterownika Intel Rapid Storage Technology RAID, mogą być one wykorzystywane tylko w ograniczonym zakresie i są tak samo obciążające dla systemu, jak czysty programowy RAID. Jeśli konieczna jest zmiana płyty, to czasami nie da się już odczytać danych z RAID, ponieważ różne technologie niekoniecznie są ze sobą kompatybilne. Z kolei sprzętowy kontroler RAID mógłby być zainstalowany także w innej płycie głównej.

3.2 Software RAID jako bezpłatny dodatek do systemu operacyjnego

Software RAID nie wymaga żadnego dodatkowego sprzętu. Funkcjonalność RAID jest tu realizowana wyłącznie po stronie oprogramowania i wykorzystywane są istniejące połączenia dysków twardych na płycie głównej.

Nowoczesne systemy operacyjne takie jak wiele dystrybucji Linuksa czy Windows 10 z edycji Pro lub Windows Server oferują już funkcjonalność RAID. Od wielu wersji Windows ma możliwość tworzenia lustra dla nośników danych poprzez zarządzanie nośnikami danych, a od Windows 8 możliwość ustawiania kolejnych poziomów RAID, takich jak poziom 5 (parzystość) z lokalizacjami pamięci masowej.

Programowa macierz RAID ma tę zaletę, że w przypadku zmiany sprzętu nadal można uzyskać dostęp do danych. Technologia RAID znajduje się w systemie operacyjnym.

Jednak oprogramowanie RAID ma również wiele wad. Po pierwsze, RAID programowy wykorzystuje tylko moc procesora i nie może odciążyć systemu z własnym procesorem, jak RAID sprzętowy. Dla innego, Windows używa do mirroringu dynamicznych nośników danych, które z kolei nie mogą być bez problemów odczytywane przez każdy inny system operacyjny. Kolejną wadą jest fakt, że przynajmniej Windows nie może być początkowo zainstalowany na programowym RAID. Wprawdzie można później skonfigurować RAID i w ten sposób również mirrorować dysk systemowy, ale nigdzie nie ma takiej funkcjonalności jak w przypadku RAID sprzętowego. Jeśli np. podczas pracy uszkodzony zostanie jeden z dysków, może dojść do awarii systemu operacyjnego. Windows nie uruchamia się automatycznie w przypadku awarii dysku głównego. Użytkownik musi wtedy zadbać o ponowne uruchomienie systemu Windows, rozwiązanie problemu mirroringu i ponowne jego ustawienie. W przypadku produktywnego wykorzystania w firmach ta strata czasu i kosztowne przywracanie funkcjonalności RAID nie jest tak naprawdę rozwiązaniem w porównaniu z RAID sprzętowym.

4. Jak skonfigurować programową macierz RAID z poziomem 1 w systemie Windows 10

W systemie Windows 10 z edycji Pro lub Windows Server można skonfigurować mirror (RAID 1) poprzez zarządzanie dyskami, podłączając drugi dysk twardy i dodając mirror dla dysku 1 poprzez menu kontekstowe. Dostęp do zarządzania dyskami można uzyskać poprzez „Narzędzia administracyjne“ jako hasło wyszukiwania w menu startowym systemu Windows 10.

Tutaj możesz również tworzyć lustrzane odbicia poszczególnych partycji. Aby to zrobić, wybierz partycję i wywołaj funkcję „Dodaj mirroring“ poprzez menu kontekstowe.

Następnie Windows pyta, na którym 2. nośniku danych ma być umieszczony mirroring.

Windows musi następnie przekształcić dyski w dyski dynamiczne, które z kolei mogą być odczytywane tylko przez Windows. Inne systemy operacyjne nie mogą obsługiwać dysków dynamicznych.

Na koniec należy zsynchronizować dane na obu nośnikach danych, co zajmuje trochę czasu.

Jeżeli dokonałeś lustrzanego odbicia partycji systemowej, to po ponownym uruchomieniu w menedżerze rozruchu systemu Windows pojawi się drugi wpis, który nazywa się plexem wtórnym.

Teraz można było uruchomić system operacyjny zarówno z podstawowego dysku twardego, jak i z dysku lustrzanego. Jeśli jednak podstawowy dysk twardy ulegnie awarii, menedżer rozruchu nie zostanie znaleziony, więc nie jest już również możliwe wybranie systemu lustrzanego.

W takim przypadku należy uruchomić system za pośrednictwem płyty instalacyjnej lub płyty naprawczej z systemu Windows, uruchomić opcje naprawy komputera i w opcjach rozwiązywania problemów wybrać„Inny system operacyjny„, aby uruchomić wtórną plexę.

W ostatnim kroku należy ponownie usunąć mirroring poprzez Zarządzanie dyskami i ustawić go na nowo, jeżeli został zakupiony zastępczy dysk twardy dla uszkodzonego dysku.

Nie należy tworzyć kopii lustrzanej samego systemu Windows

Z powodów opisanych powyżej nie zalecamy wykonywania kopii lustrzanej nośnika danych systemowych, ponieważ przywrócenie jej wiąże się z wieloma problemami i wysiłkiem. Dlatego do tworzenia kopii zapasowych systemu operacyjnego lepiej jest używać kopii zapasowych obrazów za pomocą darmowych programów do tworzenia obrazów.

5 Nasze zalecenia.

RAID programowy jest zawsze złym kompromisem w porównaniu do RAID sprzętowego. Szczególnie jeśli wydajność procesora serwera odgrywa ważną rolę, należy zdecydować się na RAID sprzętowy. Bezpieczeństwo IT i danych w środowiskach komercyjnych można skon figurować i zarządzać w sposób bardziej niezawodny za pomocą specjalnych rozwiązań RA ID sprzętowych.

Dla użytkowników domowych, RAID programowy oferuje niedrogą opcję zabezpieczenia przed utratą danych w wyniku awarii dysku twardego z danymi za pomocą RAID 1 lub RAID 5. Jednak dodatkowe koszty związane z dodatkową przestrzenią na dysku twardym mogą być lepiej zainwestowane w zewnętrzne dyski twarde i spójną koncepcję tworzenia kopii zapasowych.

Jeśli dane mają być również udostępniane centralnie w sieci domowej, alternatywą jest serwer NAS, który oferuje nie tylko funkcjonalność RAID, ale również inne usługi, takie jak backup, backup w chmurze czy udostępnianie wszelkiego rodzaju nośników w sieci. Konfiguracja takich systemów jest łatwa, nawet dla mniej doświadczonych użytkowników, poprzez systemy operacyjne takie jak Synology Disk Manager.