Récupération RAID : explication, NAS, RAID logiciel et matériel • Datarecuperatie

Qu'est-ce que le RAID ?

Le RAID (Redundant Array of Independent Disks) répartit les données sur plusieurs disques, qui fonctionnent ensemble comme un seul volume. Selon le niveau, cela apporte plus de vitesse, plus de protection contre un disque défectueux, ou les deux.

Cette protection repose sur la redondance : une copie des données (miroir, mirroring) ou une valeur de contrôle calculée (parité, parity), qui permet de recalculer le contenu d'un disque tombé en panne.

Le RAID n'est pas une sauvegarde. Il protège contre la panne d'un disque, pas contre des fichiers supprimés, un rançongiciel, un contrôleur défectueux ou une erreur lors de la reconstruction (rebuild).

Les niveaux RAID courants

Chaque niveau est un compromis entre vitesse, capacité et protection.

Niveau	Fonctionnement	Disques min.	Peut perdre
RAID 0	Données réparties en blocs sur tous les disques (striping). Rapide, mais sans protection.	2	aucun
RAID 1	Chaque disque contient les mêmes données (miroir, mirroring).	2	tous sauf un
RAID 5	Striping avec parité (parity) répartie sur tous les disques.	3	1 disque
RAID 6	Striping avec double parité (dual parity).	4	2 disques
RAID 10	Paires en miroir, réparties ensemble (striping).	4	1 par paire
JBOD / concaténation	Disques mis bout à bout en un seul volume, sans protection.	2	aucun

Il existe aussi des combinaisons comme RAID 50 et 60, et des variantes propres aux fabricants, comme SHR chez Synology et RAID-Z chez ZFS.

Technique : comment fonctionne la parité (parity, XOR)

En RAID 5, le bloc de parité est le XOR des blocs de données de la même bande (stripe). Si un disque tombe en panne, son bloc est le XOR des autres blocs et de la parité. Le RAID 6 ajoute une seconde valeur de contrôle indépendante (généralement Reed-Solomon, la parité Q), permettant de calculer deux blocs manquants.

Lors d'une reconstruction (rebuild), chaque bloc de chaque disque restant doit donc être lu sans erreur. Un seul secteur illisible (unrecoverable read error, URE) suffit pour qu'un bloc ne puisse pas être recalculé.

Le RAID dans un NAS

Un NAS est un petit serveur à plusieurs disques. La plupart des NAS n'utilisent pas de carte RAID séparée, mais du RAID logiciel sous Linux, souvent avec une couche de gestion de volumes (volume manager) et un système de fichiers (file system) par-dessus. Quelques exemples :

Synology : RAID logiciel Linux (mdadm) avec LVM, et ext4 ou Btrfs. SHR (Synology Hybrid RAID) permet ainsi de combiner des disques de tailles différentes.
QNAP : mdadm avec LVM et ext4 ; les appareils QuTS hero utilisent ZFS.
TrueNAS et autres systèmes ZFS : RAID-Z1, Z2 et Z3, avec un, deux ou trois disques de parité.
D'autres marques, comme Netgear ReadyNAS, WD ou Buffalo, fonctionnent de manière similaire.

Pour une récupération, cela signifie que nous devons reconstruire non seulement le RAID, mais aussi les couches au-dessus (LVM, Btrfs, ZFS) pour atteindre vos fichiers. Nous n'avons pas besoin du NAS lui-même.

Si le volume RAID utilise aussi la déduplication (deduplication), par exemple la déduplication Windows Server, ZFS dedup ou celle d'une appliance de sauvegarde, il ne suffit pas de reconstruire le RAID : la couche de déduplication doit elle aussi redevenir cohérente pour que les fichiers soient lisibles (deduplication issues). C'est un cas typique de récupération multicouche.

En savoir plus sur la récupération multicouche et la déduplication →

RAID logiciel ou RAID matériel ?

RAID matériel

Un contrôleur séparé (par exemple Broadcom/LSI, Adaptec, HPE Smart Array ou Dell PERC) avec son propre processeur et son cache, souvent protégé par une batterie ou une mémoire flash (BBU, flash-backed write cache). La configuration est stockée dans un format propre au fabricant.

RAID logiciel

Le système d'exploitation gère le RAID : mdadm sous Linux, ZFS, Windows Storage Spaces ou disques dynamiques. La configuration est plus lisible, et les disques ne sont pas liés à un contrôleur.

RAID firmware ou « fake RAID »

Un RAID configuré dans le BIOS de la carte mère, comme Intel RST. Il ressemble à du RAID matériel, mais le travail est fait par un pilote du système d'exploitation.

Pour la récupération, le type compte moins qu'on ne le pense : nous reconstruisons les données directement à partir des disques, indépendamment du contrôleur ou de l'appareil.

Technique : où se trouve la configuration RAID (métadonnées)

Le RAID logiciel Linux (mdadm) conserve un superblock sur chaque disque : en version 1.2, la version par défaut, 4 Kio après le début du disque ou de la partition ; dans les anciennes versions 0.90 et 1.0, à la fin. Les contrôleurs matériels utilisent le format DDF (Disk Data Format) ou un format propre, généralement à la fin du disque. Intel RST (IMSM) place aussi ses métadonnées à la fin.

Si ces métadonnées ont été écrasées, par exemple en réinitialisant le RAID, les données elles-mêmes sont généralement toujours là. Les paramètres doivent alors être déduits des données.

Pourquoi un RAID tombe quand même en panne

Un RAID protège contre un défaut, mais en pratique nous voyons surtout ces causes :

Un disque est tombé en panne il y a des mois, sans que personne ne le remarque (degraded array). Quand le second lâche, il n'y a plus de protection.
Un second disque tombe en panne pendant la reconstruction. Des disques du même âge et du même lot sont alors fortement sollicités.
Des secteurs illisibles (bad sectors, URE) sur un disque qui semblait « bon », ce qui arrête la reconstruction en cours de route.
Un contrôleur défectueux, ou une mise à jour du firmware du contrôleur ou du NAS qui tourne mal.
Une erreur humaine : disques remis dans le mauvais ordre, ou RAID recréé par erreur.
Un rançongiciel ou des fichiers supprimés : le RAID fait alors exactement ce qu'il doit faire, et copie le problème.

Votre RAID ou NAS tombe en panne : que faire ?

À faire

Éteignez le système pour que les disques ne s'abîment pas davantage.
Notez l'ordre des disques, par exemple avec une étiquette par emplacement.
Notez ce qui s'est passé et les messages affichés.
Envoyez tous les disques, y compris ceux signalés comme défectueux.

À éviter

Ne lancez pas de reconstruction (rebuild) et ne forcez pas un disque en ligne.
Ne créez pas de nouveau RAID ou volume, et n'initialisez rien.
Ne lancez pas chkdsk ni fsck.
N'échangez pas les disques d'emplacement et n'écrivez rien dessus.

Comment nous récupérons un RAID

Une copie de chaque disque. Nous ne travaillons jamais sur les disques d'origine, mais sur une copie complète (image, secteur par secteur) de chaque disque. Aucun dommage supplémentaire, et vous pouvez déjà reconstruire votre système entre-temps.
Réparer d'abord les disques défectueux. Si un disque est physiquement endommagé, nous l'ouvrons et le réparons dans notre laboratoire Class 1, jusqu'à pouvoir en faire une copie utilisable.
Quels disques vont ensemble (RAID-set discovery). Si nous recevons des disques provenant de plusieurs ensembles RAID, des disques de secours (hot spares) ou des disques sans étiquette, nous déterminons d'abord quels disques appartiennent au même ensemble et le rôle de chacun.
Déterminer les paramètres. Ordre des disques (disk order), taille de bloc (stripe size), rotation de la parité (parity rotation) et position de départ (offset) : nous les déduisons des données elles-mêmes, notamment par analyse d'entropie (entropy scanning). Un contrôleur fonctionnel n'est pas nécessaire.
Reconstruire virtuellement. Nous reconstruisons le RAID en logiciel, avec les couches du NAS ou du système d'exploitation, jusqu'à ce que le système de fichiers soit de nouveau lisible.
Vérifier et livrer. Vous voyez la liste des fichiers récupérés avant de payer.

Technique : déduire les paramètres

La taille de bloc (stripe size ou chunk size) se situe généralement entre 16 Kio et 1 Mio ; mdadm utilise 512 Kio par défaut. Pour le RAID 5, il existe plusieurs dispositions de parité (parity layout), comme left-symmetric, la valeur par défaut de mdadm, et left-asymmetric ou right-symmetric.

Nous les déduisons de structures reconnaissables : l'endroit où les tables de partitions, les structures du système de fichiers et les en-têtes de fichiers (file headers) se retrouvent sur chaque disque révèle l'ordre des disques, la taille de bloc et la disposition de la parité.

L'analyse d'entropie (entropy scanning) mesure pour chaque bloc à quel point les données sont aléatoires. Les données compressées ou chiffrées et la parité obtiennent un score élevé, les zones vides, le texte et les structures du système de fichiers un score faible. Là où ces valeurs changent à intervalles réguliers, elles révèlent la taille de bloc et l'emplacement de la parité, même en l'absence de structures reconnaissables.

Questions fréquentes sur le RAID

Le RAID est-il une sauvegarde ?

Non. Le RAID protège contre la panne d'un disque. Il ne protège pas contre des fichiers supprimés, un rançongiciel, un contrôleur défectueux ou une reconstruction ratée. Pour cela, il vous faut une sauvegarde séparée.

Deux disques sont tombés en panne dans mon RAID 5. Tout est-il perdu ?

Pas forcément. Souvent, l'un des disques en panne est encore partiellement lisible, ou il est tombé en panne bien avant l'autre. Après une analyse, nous savons si les données sont récupérables.

Dois-je envoyer le contrôleur ou le NAS ?

Non, les disques suffisent. Nous reconstruisons le RAID indépendamment du contrôleur ou du NAS. Envoyez bien tous les disques, y compris les défectueux, et notez leur ordre.

Ne puis-je pas simplement relancer la reconstruction moi-même ?

Si tous les autres disques sont sains, cela peut fonctionner. S'il reste un disque fragile, la reconstruction peut justement le faire lâcher, ou écrire de mauvaises données sur des bonnes. En cas de doute, éteignez le système et demandez d'abord une analyse.

Cela fonctionne-t-il aussi pour Synology, QNAP ou un serveur avec RAID matériel ?

Oui. Nous récupérons le RAID logiciel des NAS, le RAID matériel des contrôleurs de serveur, ainsi que ZFS, Btrfs et LVM.

Combien coûte une récupération RAID ?

Cela dépend du nombre de disques, de leur état et de la structure du système. L'analyse est gratuite et sans engagement : vous savez ce qui se passe et ce que cela coûte avant de décider.

Récupération de données RAID