Создание зеркального тома windows 7. RAID1 - создание зеркальных дисков через BIOS. Как пользоваться Дисковыми пространствами

В этой статье я обзорно расскажу о возможностях по организации RAID массивов встроенными средствами Windows Server и подробно о том, какие подводные камни могут встретиться при создании и эксплуатации таких массивов.

Возможности программного RAID в Windows Server

Поддерживаются следующие массивы:

чередующийся том (striped volume, RAID0)
зеркальный том (mirrored volume, RAID1)
том RAID5 (RAID5 volume)
охватывающий том (spanned volume, один логический том размещается более чем на одном физическом диске)

Динамические диски

Массивы RAID можно создавать только на динамических дисках — особая разметка физических дисков (понятная только Windows), которая обладает следующими особенностями:

Обычный (базовый) диск можно преобразовать в динамический только целиком.
Обратное преобразование динамического диска в базовый возможно, но только если с динамического диска удалить все тома.
Динамический диск представляет собой один большой NTFS раздел, на котором с помощью хитрой служебной информации может размещаться большое количество томов (как простых, так и RAID), имеется возможность изменять размеры простых томов штатными средствами Windows. Однако, насколько оптимально и фрагментировано будут размещаться данные, мне не известно.
Известные мне программы клонирования, восстановления и изменения размеров дисков не поддерживают динамические диски.
Динамические диски, содержащие RAID-тома, могут быть перенесены на другой компьютер с Windows Server, так как содержат необходимую информацию для правильной сборки массива.

Невозможно создать тома с разными уровнями RAID

На одной группе физических дисков можно создавать тома RAID только одного типа (уровня). Например, если у нас есть 3 физических диска, и мы создали на них том RAID5, не занимая всего пространства. Мы не сможем в свободном пространстве создавать тома другого уровня RAID (RAID0 и RAID1), а только RAID5 и простые тома.

Одновременная синхронизация томов

Если на одной группе дисков создано несколько томов RAID, то в случае какого-либо сбоя после загрузки компьютера они начинают восстанавливаться одновременно. Это лютый, бешеный EPIC FAIL! Простая ситуация: имеется два физических диска, на них создано два RAID1 тома, один под операционную систему, другой под данные.

Такая схема замечательно работает до первого сбоя (простейшие виды — внезапное отключение питания или синий экран). И тут приходит ужас. Операционная система загружается и в это же время начинает одновременно синхронизировать оба тома RAID1. Таким образом, физические диски получают конкурирующие команды для интенсивных последовательных операций сразу в трех разных физических областях. При этом механика дисков дико изнашивается, кэш бесполезен.

Со стороны такая «отказоустойчивость» выглядит следующим образом: общее быстродействие дисковой подсистемы падает раз в 20, сама ОС загрузится либо после окончания синхронизации одного из томов (минут 15, если он небольшой, гиг на 50), либо минут через 20 и будет бесполезна до конца синхронизации одного из томов.

Вышеописанное поведение я считаю недопустимым архитектурным просчетом со стороны Microsoft и удивлен тем, что эта беда не решена до сих пор со времен появления программного RAID в Windows 2000 Server.

Если вы попали в описанную ситуацию, то не стоит дожидаться загрузки ОС и изнашивания дисков.

Отключаете один из физических дисков.
Загружаетесь в ОС с нормальной скоростью.
Разбиваете зеркало, превратив тома RAID1 в простые.
Подключаете обратно второй диск.
Создаете только одно зеркало для необходимого вам тома.

RAID5

Опишу сценарий, при котором вы не сможете восстановить деградировавший массив RAID5 до здорового состояния, даже если для этого предоставлены все условия.

Имеется массив RAID5 из шести дисков (Диск1-Диск6).
Среди них есть один сбойный Диск1 (например, из терабайтного объёма пара мегабайт не читаются), но операционная система об этом еще не знает и как сбойный его не отметила.
По каким-либо причинам от массива был отключен исправный Диск2.
Следуя логике RAID5, при отказе одного диска работоспособность массива сохраняется, такой массив помечается как деградировавший (degraded), скорость его работы резко падает, требуется синхронизация с новым исправным диском.
Исправный Диск2 подключается на место. Система его опознает как сбойный. Чтобы синхронизировать массив, этот сбойный диск нужно удалить из массива RAID5 и определить как пустой.
Все готово для синхронизации массива. Запускаем исправление массива (repair) на пустой Диск2.
ВНЕЗАПНО синхронизация натыкается на ошибки чтения на действительно неисправном диске Диск1 и останавливается.
Весть массив остается деградированным. Диск1 помечен как содержащий ошибки (errors), Диск2 помечен как online, однако из-за прерванной синхронизации не содержит полных корректных данных.
В надежде на восстановление подключается совершенно новый исправный Диск7. Запускается восстановление массива на него.
В результате исправный Диск2 заменяется на другой исправный Диск7, но синхронизация снова прерывается, найдя ошибку на неисправном диске Диск1.
И так далее по циклу.

Ничего сделать, кроме как скопировать еще читающиеся данные и пересобрать весь массив нельзя.

Не желая признавать поражения, я пытался сделать следующие вещи:

Синхронизировать массив с пропуском ошибок чтения на диске Диск1 (ведь это всего лишь мегабайты их целого терабайта). Но Microsoft не дает такой возможности.
Посекторно переписать весь сбойный Диск1 на другой здоровый диск с помощью программ для клонирования. Однако, доступные мне программы с динамическими дисками не работали.

Пример грамотной реализации программного RAID

От перечисленных выше недостатков избавлена аппаратно-программная реализация RAID-контроллера, известная как Intel Matrix Storage, и недавно переименованная в Intel Rapid Storage (работает на RAID-версиях чипсетов, таких как ICH9R, ICH10R). Аппаратно-программный RAID от Intel обеспечивает многие преимущества «врослых» RAID-контроллеров:

возможность определить диски горячей замены
возможность создавать тома разного уровня RAID на одной группе дисков
последовательная синхронизация и проверка RAID томов на группе дисков

Основным ее недостатком, в отличии от полностью аппаратных RAID-контроллеров, остается «программность», из которой вытекают:

отсутствие встроенного кеша и возможности автономной работы в случае аварии
полностью зависит от операционной системы и драйверов
выполняемые операции на дисковой подсистеме нагружают основной процессор и память
отсутствует поддержка продвинутых вычислительно емких уровней RAID, таких как RAID6

Полезные ссылки

Что собой представляют динамические диски — Windows IT Pro [довольно старая статья]
Вся правда о динамических дисках — Хакер [читать осторожно, «вся» правда перемешана с небылицами]

Бывают ситуации когда жесткий диск выходит из строя (из-за проблем с напряжением, физического износа и так далее) и получается что годами наработанная информация оказывается безвозвратно утеряна (можно обратиться к специалистам по восстановлению данных, но как правило это стоит не малых денег да и не факт что информацию получится восстановить) и по этому, чтобы избавить себя от подобных страхов, я решил настроить систему зеркального резервирования RAID1, о чем и расскажу в данном видеоуроке.

А вообще данной теме я посвящу 2 урока, в этом мы рассмотрим настройку RAID1 через BIOS, а во следующем настройку RAID1 программно средствами Windows 7.

И так, что же вообще такое RAID, сама абривиатура расшифровывается как независимый массив недорогих дисков и вообще разновидностей RAID-ов довольно много, это RAID 0,1,5,10, но в данном видео разберем самый распространенный RAID1 или зеркальный RAID.

В чем же заключается суть RAID1, допустим у вас есть 2 одинаковых жестких диска, они объединяются в RAID1, причем операционная система видит эти два диска как один физический и когда вы записываете какую-либо информацию на данный диск она дублируется на оба диска, получается как бы зеркальное отображение информации на оба диска.

И в случае выхода из строя одного из них, вся информация сохраняется на втором диске и путем замены вышедшего из строя диска аналогичным, восстанавливается система зеркального резервирования.

Хотелось бы сказать сразу, что настройка через BIOS более надежна, но и более сложна и подходит, пожалуй, для настройки на серверах резервирования, в домашних условиях будет достаточно настроить зеркала программно.

Ну а теперь давайте перейдем к непосредственной конфигурации RAID1 через BIOS, так как записать данное видео с экрана не получится, настройка идет не через Windows, то некоторые скрины экрана будут в плохом качестве, но тут суть не в качестве а в полезности данной информации.

Для начала заходим в BIOS, у меня он выглядит следующим образом. В различных моделях материнских плат настройка может отличаться, но принцип одинаков. Нам нужно найти меню конфигурации SATA или IDE устройствами, у меня данное меню находится в дополнительно \ Конфигурация SATA \ Здесь в меню SATA режим, выбираем RAID, сохраняем изменения и выходим из BIOS.

Выполняется перезагрузка компьютера и при старте, перед попыткой загрузки операционной системы появляется сообщение, у меня это Нажмите Ctrl+I чтобы зайти в утилиту конфигурации RAID, запускаем утилиту.

В данном окне отображается следующая информация

Наличие RAID-а – так как я его еще не создал, по этому тут надпись не определен, т.е. RAID-а нет

Порядковый номер устройства, у меня их 2

Модель жесткого диска (желательно использовать диски одного производителя и одной марки, чтобы они были абсолютно идентичны)

Объем каждого диска (объем должен быть одинаков на обеих дисках, иначе создать зеркальный RAID, не получится)

И статус, так как RAID еще не создан, то статус - не состоит в RAID массиве

Кроме таблицы состояния так же есть меню, которое состоит из следующих пунктов:

Создание RAID массива

Удаление RAID массива

Сброс всех дисков в состояние не в RAID-е (если RAID-ов несколько, то все RAID-ы будут удалены)

Следующими друмя пунктами на данном этапе я не пользовался, по этому ничего сказать о них не могу.

Вводим название RAID-а, я назову его Mirror, что означает зеркало, далее в диспетчере устройств именно под данным именем у нас и будет отображаться данный дисковый накопитель.

Теперь в информации о RAID массивах появился RAID с именем Mirror, Тип RAID1, объемом 931,5 Гб, статус нормальный и он может быть загрузочным.

Если хотите чтобы на нем стояла операционная система, то устанавливаем на него ОС. Причем, когда я экспериментировал, операционная система у меня стояла на другом диске, и после создания зеркального RAID массива, операционная система перестала грузиться. Т.е. при загрузке выпадал синий экран, по этому если у вас будет ОС стоять на другом диске, стоит сначала создать RAID, а потом устанавливать ОС, чтобы все драйвера правильно установились!

После запуска ОС заходим в диспетчер устройств \ Дисковые накопители и видим там запоминающее устройство Mirror, т.е. это и есть зеркальный диск RAID1.

После отключения одного из дисков, при загрузке появляется следующее сообщение со статусом RAID-а Degraded (Деградированный, т.е. в RAID-е отсутствует один из дисков), но не зависимо от этого загрузка операционной системы продолжается.

Сейчас я загрузился с неисправного RAID-а, это можно увидеть при помощи специальной программы, которая идет вместе с драйверами на материнскую плату.

Теперь я обратно подключаю диск и состояние RAID-а переходит в Rebuild (реконструкция, в данном состоянии на подключенный диск копируются данные с зеркального, чтобы восстановить работоспособность RAID-а, в зависимости от объема диска, этот процесс может сильно затянуться)

Загружаем ОС и опять смотрим через программу, что происходит с RAID-ом, все ОК, рэйд восстановлен, а с установленным диском выполняется реконструкция. После завершения данного процесса, все будет работать как раньше.

Опять же перед экспериментированием с RAID-ом лучше сохранить важную информацию на другой носитель, на всякий случай!

Что касается достоинств и недостатков данной системы:

Стоимость 1 Гб в 2 раза выше (так как для хранения одного и того же объема информации потребуется приобретать 2 диска)

Высокая отказоустойчивость (хотя, бывают такие сбои при которых сгорает все железо, но тут уж никак не защитишься, разве что, хранить копию документов на выделенном сервере) Но, опять же, если система реализована на сервере резервирования, то если у него все сгорит, то в любом случае копии документов должны остаться на рабочих станциях, ну если только не сгорели все компы в конторе J

Аппаратный RAID (программный RAID создается при помощи программы, а никакая программа не защищена от глюков, следовательно RAID через BIOS более надежен)

Читайте о функции Windows “Дисковое пространство”. А именно, как на домашнем ПК самому создать программный Raid из нескольких физических дисков , включая встроенные или подключенные через USB, с помощью данной функции, и восстановить данные из него.

Встроенная в Windows 10 функция Дисковые пространства даёт пользователю возможность создавать из нескольких жестких дисков один виртуальный. С её помощью можно осуществлять резервирование данных путём дублирования на нескольких дисках или объединить несколько жестких или SSD дисков в единый пул хранения. Дисковые пространства – это то же что и RAID , только на настольном компьютере и с подключенными к нему жесткими дисками.

Содержание:

Функция Windows “Дисковое пространство”

Данная функция впервые появилась в Windows 8, а в Windows 10 была усовершенствована. Дисковые пространства доступны во всех версиях Windows 8 и 10, включая Домашнюю.

Чтобы создать Дисковое пространство, к компьютеру должны быть подключены ка минимум два физических диска, включая встроенные или подключенные через USB.

Используя функцию Дисковые пространства можно создать пул хранения из двоих и более физических дисков, группируя их вместе. После создания пула хранения из двух или более физических дисков, можно создавать пространства трёх типов устойчивости:

Простой тип . Предназначен для создания диска максимально возможного объёма. Такой тип пространства никак не защищает данные в случае возможного сбоя или выхода из строя одного из дисков. На таком диске, Windows будет сохранять все данные в одном экземпляре. В случае выхода из строя одного из физических дисков, все сохранённые на нём данные будут утеряны. Такой тип диска удобен в случае необходимости временного хранения больших объёмов данных.
Зеркальное пространство предназначено для защиты данных на случай возможного выхода из строя физического диска, путём сохранения нескольких копий файлов. В случае выхода из строя одного из физических дисков пространства, хранимые на нём данные останутся доступными с другого диска, на котором была создана их копия. Этот тип удобен для защиты важных данных в случае возможных сбоев аппаратного обеспечения.
Чётное пространство – это нечто среднее между простым и зеркальным типом. Данные записываются с чередованием на нескольких физических дисках, при этом создается одна или две копии сведений о четности. Однако из-за необходимости расчета контрольных сумм, пространство с контролем четности ощутимо медленнее на запись, вследствие чего их рекомендуют для хранения архивов данных. Например, фото или видео.

Как создать дисковое пространство

Создать Дисковое пространство можно с помощью соответствующего меню в .

Но прежде чем начать создавать его, подключите к компьютеру все жесткие диски из которых предполагается создание Дискового пространства . После этого выберите в меню / Создать новый пул и дисковое пространство .

Выберите диски, которые необходимо добавить в пул и нажмите кнопку «Создать пул» .

Имейте ввиду, что все данные дисков из которых создаётся дисковое пространство, будут удалены.

После создания пула, необходимо настроить новое дисковое пространство: присвоить ему название и выбрать букву диска. Именно с таким названием и буквой оно будет отображаться в Windows.

Также, можно выбрать стандартную файловую систему Windows – NTFS , или новый тип системы ReFS . В случае создания зеркального или пространства с контролем четности, которые предназначены для защиты данных от утери, лучше выбирать тип системы ReFS.

Укажите тип устойчивости: Простой (без устойчивости) , Двухстороннее зеркало , Трехстороннее зеркало , Четность .

Для создания большого пула хранения без защиты от сбоя диска, выберите тип Простой (без устойчивости). Двухстороннее зеркало предполагает хранение двух копий данных на диске, а Трехстороннее – трёх. Дисковое пространство с типом Чётность защитит в случае выхода из строя одного из дисков, и будет иметь больший размер чем двух- или трёхстороннее зеркало, но будет значительно медленнее.

В зависимости от выбранного типа устойчивости, мастер установит максимально доступный на данный момент размер дискового пространства. Но, вы можете установить и больший размер пула данных. Это предназначено на тот случай, когда доступный объём подключенных физических дисков заполнится. Чтобы пользователь имел возможность подключить ещё один диск без необходимости вносить изменения в конфигурацию дискового пространства.

После этого нажмите «Создать дисковое пространство» .

Как пользоваться Дисковыми пространствами

Созданное дисковое пространство появится как ещё один диск в папке «Этот Компьютер» . Такой диск будет иметь имя и букву, которую вы ему присвоили при создании и ничем визуально не будет отличаться от других дисков.

С данным диском можно делать всё то же, что и с другим обычным диском. Даже зашифровать его Bitlocker.

Как управлять дисковыми пространствами

После создания дискового пространства, можно снова перейти в Панель управления для управления им или его настройки.

Можно создать ещё одно дисковое пространство. Их количество ограничено только количеством подключенных к компьютеру физических дисков. Можете добавить диски или переименовать пул хранения данных.

Изменить название или букву дискового пространства можно нажав меню «Изменить» в подразделе .

Чтобы добавить диски к существующему дисковому пространству, выберите «Добавить диски» и укажите диски, которые необходимо добавить. Выбрав меню «Оптимизировать использование диска», Windows равномерно перераспределит существующие данные по всем дискам.

Если существующее дисковое пространство состоит из трёх и более физических дисков, то один из них можно удалить. Для этого разверните меню физические диски и выберите ссылку «Подготовить к удалению» , напротив диска, который необходимо удалить. В нашем случае такой ссылки нет, так как дисковое пространство состоит из двух дисков.

После этого, система перенесёт данные из удаляемого диска на два (или более) других физических диска дискового пространства. В результате ссылка «Подготовить к удалению» изменится на «Удалить» .

Удалённый из дискового пространства физический диск станет доступным в Диспетчере дисков . Для возможности дальнейшей работы, на нём возможно понадобится создать новый раздел и отформатировать его.

В управлении дисковыми пространствами пользователю также доступна функция удаления самого дискового пространства (справа от названия дискового пространства, подраздела ). Только имейте ввиду, что все данные удаляемого дискового пространства будут удалены.

В случае удаления дискового пространства, станет доступным меню «Удалить пул» , выбрав которое можно полностью удалить пул хранения данных.

Как восстановить данные из диска дискового пространства или зеркального тома

Что же делать в случае утери данных из дискового пространства? Возможно ли их восстановить?

В случае выхода из строя одного или нескольких дисков дискового пространства, процесс восстановления данных из него становится очень сложным и не может сводится к сканированию каждого диска по отдельности программой для восстановления данных. В таком случае данные не восстановятся или будут восстановлены повреждёнными.

Исключением является только зеркальное дисковое пространство, которое создано как RAID-1. Так как в дисковом пространстве такого типа на каждом из дисков создаётся копия данных.

Для этого достаточно просканировать логический диск, в виде которого отображается дисковое пространство, с помощью Hetman Partition Recovery . После чего найти и восстановить утерянные файлы или папки таким же способом, как из любого другого диска.

Как создать зеркальный, чередующийся или составной том в Windows 7 или более старых версиях

Как уже упоминалось в начале статьи, функция Дисковые пространства появилась в Windows начиная с 8 версии. Но до этого, системой также предоставлялась возможность создания дисковых пространств. Создать зеркальный, чередующийся или составной том в Windows 7 или более старых версиях можно используя меню Управления дисками.

Так как Управление дисками присутствует и в Windows 8 / 10, то таким же образом можно создать дисковое пространство и в последних версиях системы.

Чтобы создать дисковое пространство используя Управление дисками необходимо два или больше подключенных к компьютеру дисков, которые будут не распределены. Если на диске, из которого планируется создать зеркальный том, будет создан раздел – удалите его. Для этого кликните на нём правой кнопкой мыши и выберите «Удалить том…» . Имейте в виду, что это удалит из диска все данные.

После этого, снова кликните правой кнопкой мыши на диске из которого предполагается создание дискового пространства, и в зависимости от поставленной задачи выберите тип создаваемого тома. Они в чём-то аналогичны типам устойчивости дисковых пространств, которые описаны в первой части данной статьи.

Так, Простой том – это часть физического диска, который функционирует как отдельный физический блок. Это ни что иное, как обычный логический раздел физического диска. Он не является дисковым пространством, в том понимании о котором мы говорим в данной статье.

Составной том соединяет области свободного пространства двух и более физических жестких дисков, в один логический диск. Состоит он как минимум из двух не размеченных частей на двух жестких дисках, которые при создании объединяются в одну общую. Если создать составной том, в который включить 150 ГБ с одного, и 250 ГБ с другого жесткого диска, то в папке Этот компьютер появится локальный диск в 400 ГБ. Производительность у составного тома выше чем у простого, а отказоустойчивость такая же. Создание составного тома подойдёт для решения вопроса по объему локального диска.

Чередующийся том является конфигурацией массива без избыточности. Информация разбивается на блоки данных и записывается на несколько дисков одновременно. Отказ любого диска приводит к разрушению всего массива. Так как массив не является избыточным, процедура восстановления в случае выхода одного физического диска из строя, не предусмотрена. Надежность зависит от надежности каждого из дисков. Массив предназначен не для надежного хранения данных, а для повышения производительности.

Зеркальный том – это то же, что и зеркальное пространство. Он предназначен для защиты данных на случай возможного выхода из строя физического диска, путём сохранения нескольких копий файлов. В случае выхода из строя одного из физических дисков пространства, хранимые на нём данные останутся доступными с другого диска, на котором была создана их копия. Этот тип удобен для защиты важных данных в случае возможных сбоев аппаратного обеспечения.

Том RAID-5 , так же, как и чётное пространство, нечто среднее между простым и зеркальным типом. Данные записываются с чередованием на нескольких физических дисках, при этом создается одна или две копии сведений о четности. Однако из-за необходимости расчета контрольных сумм, пространство с контролем четности ощутимо медленнее на запись, вследствие чего их рекомендуют для хранения архивов данных. Например, фото или видео. Для его создания необходимо три и более дисков.

Выбираю «Создать зеркальный том…» и в появившемся Мастере создания образа нажимаю «Далее» .

Выберите диск, который необходимо добавить до зеркального тома (кроме того, на котором изначально кликнули правой кнопкой мыши) и нажмите кнопку «Добавить» / «Далее» .

Назначьте букву диска.

Присвойте тому имя и отформатируйте его.

Прежде чем начнётся форматирование, система предупредит о том, что преобразует выбранные для создания зеркального тома базовые диски в динамические.

После этого запустится форматирование и преобразование дисков в зеркальный том. В окне Управление дисками, диски зеркального тома будут отображаться коричневым, а в папке Этот компьютер, как один из локальных дисков.

Имею 2 одинаковых по размеру диска, на одном стоит система win7, сейчас сделано как на скриншоте, но меня смущает, тот момент, что не зеркалирована область 100мб.

Как зеркалировать системный раздел так чтобы, если физически вытащить 1 диск(когда он откажет) win7 могла так же спокойно загрузиться?

Случилось нечто страшное, после того как я нормально завершил работу(но видимо диски не закончили ресинхронизацию), компьютер не захотел загружаться и виснет на "Verifying DMI pool data” .

Пробовал отключать попеременно 1 диск, в одном случае пишет тоже.
Пробовал явно через F12 выбирать загрузочный диск.
Пробовал с флешки(с кот. ставил win7) восстанавливать винду.

И ничего не помогло не смотря на то что написано, что выполнено восстановление таблицы раздела.

Вот что показывает с загрузочного диска если смотреть через командную строку с помощью diskpart

Причем с других отдельных физических тестовых дисков ubuntu и win7 загружается нормально.