Dlaczego, tak ważne jest korzystanie z mechanizmów zabezpieczających dane, takich jak macierze RAID (Redundant Array of Independent Disks) czy ich odmiany pokroju Synology Hybrid RAID (SHR). Nawet przy stosowaniu zaawansowanych rozwiązań, wciąż mogą wystąpić sytuacje krytyczne. Szczególnie trudne bywają przypadki, gdy dojdzie do awarii dysku (lub kilku dysków) i konieczna jest odbudowa (rebuild) macierzy.

W niniejszym artykule przyjrzymy się głównym zagrożeniom i problemom, które mogą wystąpić po awarii dysków i w trakcie próby odbudowy macierzy, a także omówimy najlepsze praktyki minimalizujące ryzyko trwałej utraty danych.

---

Zbyt wiele uszkodzonych dysków w macierzy

Kluczowa zasada: liczba dysków parzystości

W zależności od wybranego poziomu RAID (np. RAID 1, 5, 6, 10, SHR itp.) system może tolerować utratę określonej liczby dysków. Najczęstsze scenariusze:

• RAID 1 (lustrzany) – toleruje awarię jednego dysku, bo dane są duplikowane.
• RAID 5 – może przetrwać awarię tylko jednego dysku. Gdy padną dwa dyski, macierz staje się bezużyteczna.
• RAID 6 – ma podwójną parzystość, więc może przetrwać awarię aż dwóch dysków.

Co może pójść nie tak?

• Zbyt wiele jednoczesnych awarii: Bywa, że gdy jeden dysk się zużył, inne w podobnym wieku (i podobnie eksploatowane) również mogą być bliskie końca żywotności. Awaria więcej niż jednego dysku w RAID 5 skończy się utratą danych.
• Awaria podczas odbudowy: Proces odbudowy (rebuild) jest dla dysków bardzo obciążający. Jeżeli któryś z pozostałych dysków jest w złym stanie, to może paść w trakcie długotrwałego procesu odzyskiwania, pozbawiając użytkownika szans na zachowanie danych. Takich sytuacji jest bardzo dużo, a możemy to stwierdzić, bo trafia do nas kilkadziesiąt podobnych przypadków każdego roku.

Najlepsze praktyki:

• Regularne monitorowanie stanu dysków i wymiana tych, które sygnalizują błędy SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology).
• Stosowanie poziomów RAID z większą redundancją (np. RAID 6 zamiast RAID 5) w środowiskach krytycznych i dodatkowych dysków SPARE.
• Kopią zapasowa jest wciąż najpewniejszym sposobem na uniknięcie poważnych strat danych – nawet RAID nie jest bezawaryjny.

---

Uszkodzone sektory (Bad Sectors) i błędy podczas odczytu danych

Ukryta bolączka dysków: bad sectors

W trakcie normalnej eksploatacji dysków twardych mogą pojawiać się uszkodzone sektory (tzw. bad sectors). Dopóki dane są odczytywane, a błędy są automatycznie naprawiane przez kontroler dysku, użytkownik często nie zauważa problemu. Jednak w chwili awarii jednego dysku i konieczności odbudowy macierzy okazuje się, że na pozostałych dyskach też mogą znajdować się nienaprawialne błędy odczytu (UNC – Uncorrectable Read Errors).

Co może się wydarzyć?

• W trakcie intensywnego procesu odbudowy RAID kontroler będzie próbował odczytać wszystkie sektory z pozostałych „sprawnych” dysków, aby odtworzyć utracone dane. Jeśli podczas tego procesu natrafi na błędy nie do skorygowania (UNC), macierz może nie być w stanie w pełni odbudować danych.
• W RAID 5 jeden uszkodzony sektor na innym dysku w czasie odbudowy może skutkować przerwaniem procesu i utratą danych w obrębie danego bloku.
• W RAID 6, SHR-2 i innych rozwiązaniach z podwójną parzystością występuje nieco wyższy poziom bezpieczeństwa, jednak w dalszym ciągu pojawienie się licznych uszkodzonych sektorów może całkowicie uniemożliwić poprawną odbudowę.

Jak zapobiegać?

• Reguła 3-2-1: przynajmniej trzy kopie danych, na dwóch różnych nośnikach, w co najmniej jednej lokalizacji zewnętrznej.
• Regularna weryfikacja spójności macierzy (scrubbing) – systemy NAS (np. Synology) umożliwiają okresowe skanowanie macierzy i wykrywanie błędów w tle, co pomaga wykryć i naprawić błędy zanim staną się krytyczne.
• Stosowanie dysków klasy Enterprise/NAS – mają one lepsze mechanizmy korekcji błędów i są przystosowane do pracy w warunkach ciągłego obciążenia.

---

Długi czas rekonstrukcji (rebuild) i utrata wydajności

Rekonstrukcja bywa czasochłonna

Odbudowa macierzy RAID wymaga przetworzenia i zapisania ogromnej ilości danych. Im większa pojemność dysków i im bardziej są one zapełnione, tym czas rebuildu wydłuża się nawet do kilkudziesięciu godzin (lub dłużej). W tym okresie:

• System pracuje wolniej – zwiększone obciążenie I/O może powodować zauważalny spadek wydajności, zwłaszcza w środowiskach produkcyjnych.
• Wzrasta ryzyko awarii pozostałych dysków – długotrwałe i intensywne operacje odczytu/zapisu mogą doprowadzić do ujawnienia się kolejnych wad sprzętu.

Konsekwencje:

• Użytkownicy (lub serwery) korzystający z macierzy zauważają opóźnienia w dostępie do plików i usług.
• W sytuacji, gdy czas odbudowy rozciąga się na dni, istnieje większe prawdopodobieństwo, że inne dyski w macierzy „nie wytrzymają” stresu związanego z procesem read/write.

Dobre praktyki:

• Planowanie RAID scrubbing w spokojnych godzinach lub okresach małego ruchu.
• Wybór odpowiedniej wielkości RAID – czasem lepiej zbudować kilka mniejszych macierzy niż jedną wielką, co może przyspieszyć i ułatwić proces odbudowy.
• Konfiguracja hot-spare (rezerwowy dysk) w kluczowych konfiguracjach – gdy jeden dysk ulegnie awarii, system automatycznie przystąpi do odbudowy na dysku zapasowym, skracając czas działania w trybie krytycznym.

---

Błędy i niewłaściwe działania użytkownika

Czynnik ludzki

Nie sposób pominąć najczęstszej przyczyny awarii w IT – błędy ludzkie. Znamy to niestety z codziennej pracy, a najgorsze jest to, że informatycy często zatajają podjęte czynności co tylko wydłuża cały proces, bo przecież podczas odzyskiwania danych z macierzy i tak musimy ustalić jaka jest sytuacja. W sytuacjach stresowych, gdy liczy się każda minuta, łatwo o pomyłkę prowadzącą do nieodwracalnej utraty danych:

• Nieprawidłowa wymiana dysku – np. wyjęcie właściwego, wciąż sprawnego dysku zamiast uszkodzonego. To się często przytrafia naszym klientom.
• Próba odbudowy na niewłaściwym dysku – np. dysku ze starymi danymi lub dysku, który nie ma wystarczającej pojemności.
• Brak poprawnej dokumentacji – nie jest jasne, które woluminy odpowiadają jakim dyskom, zwłaszcza w bardziej rozbudowanych serwerowniach. Tylko co 5 klient wie co tak naprawdę było na serwerze i jaka była konfiguracja. Na szczęście radzimy sobie z tymi problemami.

Skutki takich błędów:

• Macierz może przejść w stan offline, a dane stają się nieosiągalne.
• Kilka sekund nieostrożności wystarczy, by zainicjować formatowanie czy ponowną inicjalizację.

Jak się zabezpieczyć?

• Dokładne oznaczanie dysków i slotów w serwerach.
• Tworzenie planu postępowania w razie awarii. Jeszcze się nie spotkaliśmy z sytuacją, aby jakaś firma, nawet duża, miała taki plan postępowania.
• Regularne testy procedur odzyskiwania – próbny scenariusz „disaster recovery” pomoże wychwycić luki w procedurach i nawykach. Właściwie nikt tego nie robi. Sytuację pogarsza moda na prace zdalną, co w efekcie skutkuje podejściem, ” Działa to po co ruszać” , aż do awarii.

---

Problemy z kontrolerem lub oprogramowaniem RAID

„Nie tylko dyski mogą się zepsuć”

Często skupiamy się na dyskach twardych jako na potencjalnym źródle awarii, jednak sam kontroler RAID (sprzętowy bądź programowy) również może ulec uszkodzeniu lub błędnie zadziałać – np. z powodu awarii zasilania, uszkodzenia modułu pamięci cache lub wadliwej aktualizacji firmware’u.

Możliwe następstwa:

• Zaburzenie spójności macierzy – kontroler może w nieoczekiwany sposób „zapomnieć” konfiguracji RAID, co doprowadzi do niespójności czy wręcz do utraty dostępu do danych.
• Niewłaściwa rekonfiguracja – w razie usterki lub wymiany kontrolera i podłączenia tych samych dysków do innego sprzętu, konieczne może być odtworzenie metadanych RAID. Jeśli zrobimy to nieprawidłowo, istnieje ryzyko nadpisania części danych.

Jak minimalizować ryzyko?

• Zasilacz UPS – chroni przed nagłą utratą zasilania, która może uszkodzić nie tylko kontroler, ale i same dyski w trakcie zapisu.
• Redundantne kontrolery w bardziej zaawansowanych środowiskach – niektóre macierze klasy enterprise posiadają podwójne kontrolery.
• Regularne aktualizacje oprogramowania – ale wykonywane z głową i najlepiej po wcześniejszych testach w środowisku lab.
• Backup konfiguracji RAID – warto mieć gdzieś zapisany zrzut konfiguracji, zwłaszcza w przypadku dedykowanych kontrolerów sprzętowych.

---

Niepoprawne procedury odzyskiwania danych (Data Recovery)

Gdy oprogramowanie odzyskujące dane nie zadziała

Jeżeli doszło do sytuacji, w której macierz przestała działać i nie można jej odbudować w standardowy sposób, część użytkowników próbuje się ratować narzędziami do odzyskiwania danych„data recovery” z internetu. Warto jednak pamiętać, że:

• Amatorskie próby mogą pogorszyć sytuację – m.in. nadpisanie niektórych sektorów, zmiana struktury plików.
• Programy z internetu za kilkaset złotychdo odzyskiwania danych nie są przystosowane do pracy z uszkodzonymi dyskami, a nawet z dyskami posiadającymi BAD Sectory
• Profesjonalne laboratoria do odzyskiwania danych takie jak nasze mają wypracowane procedury scalenia i rekonstrukcji struktury RAID w wirtualnych środowiskach, ale to kosztuje. Proces odbywa się przy zabezpieczeniu oryginalnych dysków przed zapisem i z zachowaniem wypracowanych procedur, które minimalizują ryzyko.
• Nie zawsze da się odzyskać wszystko – jeżeli uszkodzeniu uległy kluczowe fragmenty dysków, czasem pozostaje liczyć na częściowy odzysk.

Dobre nawyki:

• Zasada najpierw kopia surowych danych – jeśli sytuacja na to pozwala, wykonuje się sektor-po-sektor kopię dysków źródłowych, aby oryginalne nośniki nie były dodatkowo narażone na błędy. W profesjonalnej pracy jest to bezwzględny warunek.
• Naprawa uszkodzony dysków– w laboratorium można uruchomić uszkodzony dysk, np, przez wymianę głowic, aby skompletować wymaganą ilość dyskó do rekonstrukcji macierzy RAID. W amatorskich rozwiązaniach jest to nie możliwe.
• Profesjonalne wsparcie – w krytycznych sytuacjach lepiej od razu oddać nośniki do laboratorium, niż ryzykować samodzielnymi próbami, które mogą zaprzepaścić szanse na odzysk. Nawet w mniej krytycznych sytuacjach warto korzystać z profesjonalnych usług i nie narażać się na pogorszenie stanu. Koszty odzyskania danych z macierzy RAID z drobnymi uszkodzeniami wcale nie są takie wysokie. Może wręcz powiedzieć że jest bardzo tanio jeśli porównać to do kosztów jakie mogą się pojawić, gdy informatyk dotknie palcem zagłady klawiatury 😉

---

Brak backupu i złudne poczucie bezpieczeństwa

Wielu użytkowników (zarówno indywidualnych, jak i firmowych) zbyt mocno ufa macierzy RAID, traktując ją jako jedyne zabezpieczenie przed utratą danych. RAID to przede wszystkim wysoka dostępność i ciągłość pracy przy awarii jednego (lub kilku) dysków, ale nie zastępuje on klasycznego backupu.

Dlaczego sam RAID nie wystarcza?

• RAID nie chroni przed skasowaniem plików przez pomyłkę (np. błąd użytkownika, atak ransomware).
• RAID nie ochroni przed katastrofą naturalną, kradzieżą sprzętu czy pożarem serwerowni.
• Jeżeli dojdzie do zbyt dużej liczby awarii dysków jednocześnie, RAID również staje się bezużyteczny.

Sposoby na prawdziwe bezpieczeństwo:

• Strategia 3-2-1 (wspomniana już wcześniej):
  1. Co najmniej trzy kopie danych.
  2. Przechowywane na co najmniej dwóch różnych typach nośników.
  3. Przynajmniej jedna kopia przechowywana off-site.
• Automatyczne, regularne tworzenie kopii zapasowych – do chmury, na inny serwer, na taśmy LTO, dyski USB itp.
• Testy odtwarzania – backup jest wartościowy tylko, gdy umiemy go sprawnie przywrócić.

---

Podsumowanie

Co może pójść źle po awarii dysków i podczas próby odbudowy macierzy?
Niestety, wiele rzeczy. Od zbyt wielu uszkodzonych dysków i błędów odczytu (bad sectors), przez długotrwałe i obciążające próby odbudowy, błędy ludzkie oraz uszkodzenia kontrolera RAID, aż po brak profesjonalnego planu odzyskiwania danych. Każdy z tych elementów może doprowadzić do częściowej lub całkowitej utraty danych.

Czy RAID to gwarancja bezpieczeństwa?
RAID zwiększa odporność na awarie sprzętowe, ale nie chroni przed błędami użytkowników, atakami typu ransomware czy klęskami żywiołowymi. Dlatego nadal absolutną podstawą jest posiadanie kopii zapasowych, wykonywanych regularnie i przechowywanych poza główną infrastrukturą.

Najważniejsze zalecenia:

1. Monitoruj stan dysków, reaguj na pierwsze sygnały ostrzegawcze (dzięki SMART i logom systemowym).
2. Wdrażaj poziom RAID z odpowiednią redundancją (RAID 6, SHR-2, itp.) w newralgicznych zastosowaniach.
3. Dbaj o backup – pamiętaj, że RAID to nie jest kopia zapasowa.
4. Przeprowadzaj regularny scrubbing macierzy i testy spójności, aby wcześnie wykrywać błędy.
5. Pamiętaj o planach awaryjnych – spisz instrukcje postępowania w razie kryzysu, upewnij się, że wszystkie zasoby są poprawnie oznaczone.
6. Zabezpiecz się przed nagłym zanikiem zasilania (UPS).
7. Testuj procedury odzyskiwania – tylko tak możesz mieć pewność, że wszystko zadziała w chwili krytycznej.

Zastosowanie tych zaleceń nie zagwarantuje w 100% braku problemów, ale znacząco zmniejszy ryzyko całkowitej utraty danych i skróci czas potrzebny na przywrócenie systemu do pełnej funkcjonalności w razie awarii. Pamiętajmy – dane są często najcenniejszym zasobem organizacji, a koszty ich utraty mogą przekraczać wielokrotnie wydatek na solidny system backupu i dobrze skonfigurowaną macierz RAID.