Пристрої NAS: типова організація даних та особливості їх відновлення

Сучасний комп'ютерний ринок пропонує досить велике розмаїття накопичувачів NAS, які, в залежності від виробника, можуть дещо відрізнятися прошивкою, налаштуваннями, специфікою розміщення даних та іншими особливостями. Однак у цілому більшість з них мають схожий принцип організації даних: сховище NAS зазвичай складається з одного або декількох дисків, які можуть об'єднуватись у систему RAID певного типу. Отже, основні методи відновлення даних, що застосовуються до пристроїв NAS, зазвичай базуються на принципах відновлення даних із RAID. Ця стаття містить корисну інформацію щодо структури популярних систем NAS та відновлення даних, втрачених з них. Як приклад описуються кілька рішень NAS, такі як Buffalo TeraStation, Iomega та Synology та інші.

Організація даних

У першу чергу пристрої NAS служать "спільними" сховищами, що забезпечують доступ до даних через локальну мережу. Загалом, більшість з них мають схожу структуру та спосіб організації даних. Однак їх конкретне розташування залежить від постачальника NAS та вбудованої конфігурації, яка використовується у відповідній моделі.

Структура сховища

Дані на кожному диску, що належить до NAS, зазвичай розташовуються у наступних дискових розділах:

• Розділ прошивки. Цей розділ містить технічну інформацію, яка застосовується вбудованим мікропрограмним забезпеченням NAS. Наприклад, на TeraStation місткістю 1 ТБ цей розділ має розмір 0,6 ГБ, ідентифікується як "Linux native" та форматується за допомогою файлової системи SGI XFS. Він доступний тільки на 1-му і 2-му дисках NAS.
• Розділ підкачки. Цей розділ містить підкачку для прошивки NAS.
• Розділ даних. У цьому розділі зберігаються дані користувача. Наприклад, на пристрої TeraStation місткістю 1 ТБ цей розділ займає 232 ГБ та визначається як "Linux native". Його фактичний розмір залежить від налаштувань NAS.
• Розділ заповнення. Цей розділ використовується для уніфікації розміру розділу даних, незалежно від фактичної кількості дисків. Його розмір залежить від моделі накопичувача. На TeraStation місткістю 1 ТБ він визначається як "Linux native", однак не має файлової системи.

Стиль розмітки диска є стандартним DOS (на основі MBR) та може зчитуватись за допомогою будь-якого програмного забезпечення.

Конфігурація RAID та організація даних

Залежно від конфігурації, технологія RAID пропонує кілька можливих способів організації інформації на Розділах даних:

• RAID 5. Найбільш поширена конфігурація. У режимі RAID 5 дані користувача розташовуються у Розділах даних усіх чотирьох дисків. Стандартний розподіл парності обернено-динамічний (ліво-симетричний). Розмір страйпу залежить від налаштувань (зазвичай це 64 КБ). Порядок дисків RAID є послідовним: 1-й диск NAS – це 1-й диск RAID і т. д. Наприклад, розділ даних на TeraStation форматується як SGI XFS, а на Synology – як Ext3.
• RAID 0. Дані користувача зазвичай розташовуються у вигляді єдиного сховища з повною місткістю або пари наборів страйпів RAID 0 із двома незалежними розділами (різні віртуальні папки "Share" на NAS). Обидва вони містять один і той же тип файлової системи, але різні дані.
• RAID 10 або RAID 0+1. Дзеркало з двох наборів страйпів RAID 0 або набір страйпів із двох дзеркал. Дані користувача розташовані так само як і в RAID 0, але тільки одна "Share" та обидва набори страйпів містять одну й ту саму інформацію.
• JBOD. Розділи даних об'єднуються для отримання максимальної місткості сховища. Дані користувача розподілені по всіх Розділах даних.
• Специфічна технологія на основі RAID. Деякі виробники додають власні реалізації RAID, що використовують свої алгоритми та часто схожі на менеджери логічних томів:
  • Drobo BeyondRAID, що використовується компанією Drobo, потребує два або більше накопичувача, що можуть мати різну місткість. Масив складається з безлічі наборів RAID розміром 64 КБ кожен. Зміщення для складників, рівень RAID та розмір страйпу система встановлює динамічно. Крім того, весь простір зберігання поділяється на блоки по 4 КБ для забезпечення тонкого виділення. Схема розміщення блоків відображається у спеціальній карті. На кожному диску Drobo розділ Drobo BeyondRAID, а не Розділ даних використовується для зберігання даних. У таких сховищах найчастіше застосовується файлова система Ext4.
  • Synology Hybrid RAID (SHR), який підтримують NAS від Synology, будується на двох або більше дисках із різною місткістю. Одиниця розподілу створюється на кожному диску та базується на розмірі найменшого з них. Ці одиниці потім об'єднуються в масив одного зі стандартних типів RAID (рівні 1, 5 або 6, в залежності від кількості дисків та обраного рівня надлишковості). З решти "хвостів" на дисках, місткість яких перевищує розмір найменшого з них, створюється інший RAID, який потім об'єднується із першим RAID із використанням Linux LVM для створення єдиного віртуального сховища. Розділи даних в Synology зазвичай форматуються за допомогою файлової системи Ext4.
  • RAID-Z можна знайти в користувальницьких рішеннях NAS, які працюють під управлінням TrueNAS (FreeNAS). Система створюється на пулі зберігання із ZFS, який охоплює не менше трьох дисків. Методи, що використовуються для розподілу даних, подібні до стандартного RAID 5, але розмір страйпу обирається системою на основі актуальних потреб, і ця інформація записується в метадані.
• Окремі диски. На дисках NAS, які не організовані в RAID, кожен Розділ даних має незалежну файлову систему.
• Шифрування. Деякі виробники NAS, такі як Synology, QNAP, Buffalo, Western Digital та інші, пропонують вбудовані опції для шифрування томів із метою захисту даних від несанкціонованого доступу за допомогою певних технологій шифрування, в основному Linux LUKS.

Перед початком відновлення даних з NAS необхідно визначити фактичну конфігурацію сховища. Для отримання додаткової інформації щодо систем RAID, будь ласка, зверніться до статті, яка пояснює особливості організації даних на RAID. Щоб дізнатися більше про технології, які застосовуються в NAS, як, наприклад Drobo BeyondRAID та Synology Hybrid RAID, будь ласка, зверніться до відповідних статей.

Коли необхідне відновлення?

Завдяки своїм очевидним перевагам сховища NAS вже стали невіддільною частиною повсякденної роботи домашніх користувачів, малих та середніх підприємств. Постачальники NAS стали пропонувати досить економічні рішення, що підвищило їх доступність на ринку. Та попри високу надійність цих сховищ, вони все ж схильні до збоїв, що призводять до втрати доступу або навіть власне даних. До найбільш поширених причин втрати даних з них відносяться:

• Втрата посилання NAS;
• Офлайн-масив або "чотири червоних вогників";
• Пошкодження даних через перебої в подачі струму;
• Помилка прошивки або невдале завантаження;
• Відмова диска (дисків);
• Вихід з ладу контролера;
• Електричні або механічні пошкодження.

Помилки користувача, що призводять до втрати даних, охоплюють:

• Некоректне оновлення вбудованого ПЗ, в результаті якого відбувається скидання налаштувань вбудованого RAID;
• Видалення файлів;
• Перебудова конфігурації RAID на "живих" даних і переформатування дисків.

Якщо ви абсолютно впевнені, що диски NAS не отримали фізичних пошкоджень та залишились у робочому стані, можна розпочинати відновлення даних з них, слідуючи наведеним нижче інструкціям. Втім, якщо накопичувачі мають фізичні дефекти, викликані механічними, тепловими або електричними ушкодженнями, настійно рекомендується звернутися в спеціалізований центр відновлення даних.

Для самостійного відновлення даних з NAS SysDev Laboratories пропонує програмне забезпечення UFS Explorer: UFS Explorer RAID Recovery було розроблено спеціально для роботи із масивами RAID різноманітних конфігурацій, тоді як UFS Explorer Professional Recovery застосовує професійний підхід до відновлення даних із різних складних систем зберігання. Програми підтримують широкий спектр RAID, від стандартних типів (RAID 0, RAID 1, RAID 1E, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6) та комбінованих рівнів (RAID 0+1, RAID 10, RAID 50, RAID 51 і т.д.) до специфічних схем (Drobo BeyondRAID, Synology Hybrid RAID, ZFS RAID-Z, Btrfs-RAID). Крім того, утиліти опрацьовують різні файлові системи, що використовуються сучасними пристроями NAS, включаючи Ext2, Ext3, Ext4, XFS, UFS, ZFS, Btrfs, а також сучасні технології шифрування.

Підказка: Для отримання докладної інформації про підтримувані технології, будь ласка, зверніться до технічних характеристик відповідного програмного продукту.

Перед початком процедури

Оскільки пристрої NAS не забезпечують низькорівневого доступу до даних, перед початком відновлення даних необхідно розібрати сховище та під'єднати його диски до комп'ютера. Щоб зробити це:

• Вийміть жорсткі диски з корпусу NAS та позначте їх порядок;
• Визначте тип інтерфейсу дисків: сучасні NAS використовують диски SATA; старі можуть досі мати диски PATA/IDE;
• Приєднайте диски до персонального комп'ютера.

Підказка: Будь ласка, зверніться до статті, щоб дізнатися, як вибрати оптимальну ОС для відновлення із NAS.

Якщо комп'ютер, який застосовується для відновлення, не забезпечує достатньої кількості інтерфейсів, ви можете:

• Встановити додатковий адаптер жорсткого диска PCI;
• Використовувати USB-адаптери для дисків;
• Приєднати накопичувачі по одному та створити їх повні образи. Це рішення рекомендується за наявності достатньої кількості дискового простору.

Попередження: Вимкніть комп'ютер та від'єднайте кабель живлення перед установкою будь-якого пристрою PCI або підключенням/відключенням дисків SATA/PATA, щоб уникнути електричного пошкодження!

Підказка: Щоб дізнатися, як підключити накопичувач до материнської плати комп'ютера або під'єднати його за допомогою USB-адаптера, будь ласка, скористайтеся відеоуроками.

Забезпечивши доступ до даних NAS, можна розпочинати процес їх відновлення. Разом з тим, переконайтеся, що у вас є сховище з місткістю, достатньою для розміщення всіх відновлених файлів – будь-який внутрішній/зовнішній диск, змонтований в ОС, або мережева папка.

Відновлення даних

Весь процес відновлення даних за допомогою UFS Explorer RAID Recovery складається із декількох простих кроків:

1. Перевірте список підключених пристроїв на лівій панелі інтерфейсу програми:

   • Якщо метадані вбудованої конфігурації RAID не були серйозно пошкоджені, ви побачите зібраний масив серед опцій у списку. Його можна розпізнати за значком "складного сховища", рівнем RAID або кількістю дисків.

   • Якщо ж конфігурацію RAID неможливо відновити, її можна зібрати вручну з дисків-складників або їх образів:

     1. Натисніть кнопку "Створити RAID" та додайте кожен елемент масиву, використовуючи відповідну опцію у контекстному меню сховища. Для більшості NAS до масиву слід включити найбільші Розділи даних, а не цілі диски.

     2. Якщо RAID працює в режимі обмеженого функціонування, додайте заповнювач, використовуючи відповідний інструмент на панелі інструментів, щоб вказати на відсутній компонент.

     3. Задайте порядок компонентів за допомогою кнопок зі стрілками та вкажіть точну конфігурацію RAID на панелі параметрів RAID.

     4. По закінченню натисніть "Побудувати RAID-масив".

2. Виберіть розділ, змонтований під вашим RAID у списку підключених сховищ, та перегляньте його вміст. Якщо файли виглядають пошкодженими, це може свідчити про некоректно задані налаштування для RAID. У цьому випадку клікніть правою кнопкою миші на сховище RAID, оберіть "Редагувати конфігурацію RAID" та спробуйте скорегувати її. Після цього знову натисніть "Побудувати RAID-масив".

   Зверніть увагу: Якщо ви не знаєте, яка конфігурація RAID застосовується на вашому NAS, зверніться до документації пристрою. Ви можете зробити будь-яку кількість спроб побудови RAID, оскільки програмне забезпечення працює в режимі тільки читання без жодного втручання до інформації на вихідних дисках.

3. Щоб відновити видалені або втрачені файли, проскануйте цей том за допомогою відповідної кнопки або пункту контекстного меню сховища.

4. Після завершення всіх необхідних операцій можна переглянути файли та скопіювати їх до безпечної локації.

Заключні примітки

У разі будь-яких фізичних пошкоджень настійно рекомендується відправити NAS до спеціалізованої лабораторії із відновлення даних, щоб уникнути повної втрати інформації. Крім того, якщо ви не впевнені щодо можливості самостійного відновлення даних з NAS самостійно або маєте сумніви щодо конфігурації RAID у накопичувачі, зверніться до SysDev Laboratories для отримання професійних послуг із відновлення даних.

Останнє оновлення: 11 серпня 2022

Якщо вам сподобалася ця стаття, поділіться нею у соцмережах: