Bezpieczeństwo danych dzięki technologii RAID

Data publikacji: 28.05.2019

Jednym z kluczowym aspektów dla efektywności funkcjonowania biznesu jest bezpieczeństwo danych i niezawodność obsługujących je systemów. W odpowiednim zabezpieczeniu pomaga technologia RAID, która łączy wydajność, skalowalność, a przede wszystkim zapewnia bezpieczeństwo i dostęp do danych nawet w razie awarii nośników pamięci.

Historia RAID sięga lat 80-tych XX wieku. Koncepcja tej technologii została zaproponowana przez trzech amerykańskich naukowców, którzy chcieli stworzyć rozwiązanie wychodzące naprzeciw zapotrzebowaniu na pojemne macierze. Głównym założeniem było pokazanie, iż wiele współpracujących małych dysków zapewnia wyższą wydajność niż nawet najlepsze, ale pojedyncze rozwiązania.

Macierz nadmiarowa RAID może zostać wdrożona na trzy sposoby:

  • System pamięci masowej – rozwiązanie dedykowane dla biznesu, oferujące najwyższą skalowalność w zakresie wydajności i bezpieczeństwa dużych ilości danych.
  • RAID sprzętowy – specjalny kontroler jest podłączony do urządzenia, dzięki czemu dyski komunikują się z procesorem bez obciążania jego zasobów. Rozwiązanie pośrednie zapewniające podstawowe funkcjonalności systemu pamięci masowych. Nie gwarantuje jednak zaawansowanego poziomu bezpieczeństwa danych, takich jak pełna kopia zapasowa czy stały dostęp do danych w ramach Disaster Recovery oraz ma ograniczoną skalowalność do kilku dysków.
  • RAID programowy – rozwiązanie przede wszystkim dla użytkowników domowych. Nie wymaga dodatkowego wkładu finansowego czy zakupu specjalnych urządzeń. W swojej pracy wykorzystuje jednak moce obliczeniowe CPU, obniżając jego wydajność. Co więcej, partycja systemu musi znajdować się poza grupą RAID, a także nie wszystkie systemy operacyjne są w stanie obsłużyć to rozwiązanie.

Dlaczego przedsiębiorstwa korzystają z systemów pamięci masowych?

W czym pomaga RAID?

  • zapewnia stabilność transmisji danych, co przekłada się na efektywność biznesu
  • zwiększa niezawodność dysków i minimalizuje negatywne skutki awarii, co przekłada się na żywotność całego systemu i całkowity koszt jego utrzymania
  • zapewnia bezpieczeństwo danych, a tym samym utrzymanie ciągłości działania biznesu

W standardowym scenariuszu dane zapełniają stopniowo kolejne dyski – jeden po drugim (JBOD – Just a bunch of Disks). Jest to bardzo nieekonomiczne podejście, które nie daje gwarancji bezpieczeństwa. Przykładowo, przy systemie złożonym z 5 dysków, dwa pracują na 100%, jeden na 50%, a pozostałe są puste. Bez odpowiedniego systemu zarządzania istnieje duże ryzyko, że dwa najbardziej obciążone dyski ulegną awarii, a wtedy znajdujące się na nich dane zostaną bezpowrotnie utracone.

Dane można zabezpieczyć różnymi poziomami RAID w zależności od rodzaju dysków, stopnia wydajności oraz oczekiwanego poziomu bezpieczeństwa systemu. RAID wspiera bezpieczeństwo systemów, gdyż równomiernie rozdziela dane na dostępne dyski, unikając w ten sposób nadmiernego obciążenia poszczególnych elementów. Pozostawia także dostępną przestrzeń na tzw. parzystość/kody korekcyjne. Parzystość funkcjonuje w oparciu o operacje bitowe XOR. Zachowuje informację o każdym bicie danych i przy uszkodzeniu nośnika umożliwia łatwe odtworzenie jego zawartości.

Zabezpieczenie RAID w macierzy pozwala na lepsze zarządzanie zasobami i zapewnia większe ich bezpieczeństwo. Nawet w przypadku awarii dysków, dane – niekiedy o kluczowym znaczeniu dla firmy – cały czas dostępne, zabezpieczone i nie ulegną utracie.

RAID 2.0+ sposobem na zabezpieczenie danych

Huawei opracował autorską metodę zabezpieczenia danych RAID 2.0+. Całkowicie zmienia ona podejście w tej kwestii, gdyż odchodzi od bazowania na elementach fizycznych, jakimi są dyski. Opiera się na oferowanej przez nie przestrzeni jako wartości logicznej. Dyski są podzielone na tzw. chunk’i, czyli bloki o pojemności 64 MB każdy, a na bazie takich bloków budowane są grupy RAID (0,1,10,5,6). Część chunk’ów na każdym z dysków zostaje przeznaczona na przestrzeń użyteczną, parzystości oraz spare na wypadek awarii.

Warto zaznaczyć, że w standardowym rozwiązaniu pracują tylko dyski określone w grupie RAID, a kolejne pozostają w gotowości. W RAID 2.0+ określamy przestrzeń do użytku, zaś dane rozkładane są równomiernie po całym systemie zapewniając najbardziej optymalne i równomierne zużycie każdego elementu – mówi Łukasz Wasielewski, System Engineer – Data Center & Cloud w VECTOR SOLUTIONS.

Oba rozwiązania różnią się przede wszystkim zachowaniem systemu w momencie awarii. W popularnym RAID 5, gdy jeden z dysków ulega awarii, cały system działa pod większym obciążeniem. Dane są dostępne, jednak potrzeba dodatkowych kalkulacji kodów korekcyjnych, gdy użytkownik będzie chciał wykonać operację odczytu. Skutkuje to opóźnieniami w transmisji. Sytuacja wróci do normy dopiero w momencie zastąpienia uszkodzonego komponentu, co rodzi konieczność natychmiastowego zakupu lub utrzymywania stanu magazynowego Hot Spare. Z kolei w RAID 2.0+ przy awarii rekonstrukcja danych odbywa się na już istniejącej przestrzeni. System działa prawidłowo dopóki jest dostępna odpowiednia ku temu przestrzeń na dyskach. Nie ma konieczności wykonywania natychmiastowych akcji naprawczych np. nagłego zakupu nowego sprzętu.

Gdy jeden z dysków okazuje się wadliwy lub w przypadku dysków SSD, kiedy tracimy pojedyncze komórki flash, bloki danych zostają przeniesione równomiernie na pozostałą przestrzeń dyskową. RAID 2.0+ jest efektywniejszy od tradycyjnych RAIDów, ponieważ w swojej pracy wykorzystuje wydajność wszystkich dysków, a nie tylko pojedynczej grupy. Oto, jak wygląda różnica w pracy tradycyjnego RAID i RAID 2.0+.

Krótki czas odbudowy danych

Dzięki eliminacji tzw. „wąskich gardeł”, jakim w poprzednich wersjach technologii RAID są wspomniane pojedyncze dyski, czas odbudowy danych ulega znacznemu skróceniu. Korzystając z macierzy wyposażonych w RAID 2.0+, odzyskanie 7.68TB danych zajmuje zaledwie 9 minut!.

– Jest to niezwykle istotne, gdyż obecnie na rynku pojawiają się dyski o coraz większej pojemności, a skrócony czas odbudowy danych zwiększa znacznie poziom ich bezpieczeństwa i dostępności. Przy użyciu tradycyjnego RAIDa trwałoby to wiele godzin, a łączne obciążenie systemu rodziło ryzyko kolejnych awarii skutkując całkowitą utraty danych – podsumowuje  Łukasz Wasielewski z VECTOR SOLUTIONS.

 

RAID TP najnowszą odpowiedzią na potrzeby biznesu

Dla każdego przedsiębiorstwa najważniejsze jest, by firmowa infrastruktura IT zbudowana była odpowiednio pod kątem aktualnych, jak i przyszłych potrzeb biznesowych. Dla najbardziej wymagających klientów np. z sektora bankowości i finansów, jest przeznaczona seria macierzy Huawei All Flash OcearStor Dorado. Wyposażana w innowacyjną myśl technologiczną RAID-TP umożliwia awarię nawet 3 dysków SSD jednocześnie, bez spadku wydajności pracy. Gwarantuje sprawność działania macierzy na poziomie 99,9999 %, a metro cluster zapewnia bezpieczeństwo ciągłości biznesu w ramach Disaster Recovery. Dzięki deduplikacji i kompresji znaczne ogranicza ilość wykorzystywanej przestrzeni oraz koszty funkcjonowania całego systemu.

Nowoczesne rozwiązania Huawei, w połączeniu z kompetencjami VECTOR SOLUTIONS mogą stanowić wartość dodaną dla biznesu wielu firm, niezależnie od profilu i skali działania. Wykorzystując nasze doświadczenie i produkty partnera, dopasujemy rozwiązanie dedykowane potrzebom i przystosowane do indywidualnych możliwości Klienta.