Записки IT специалиста

Технический блог специалистов ООО»Интерфейс»

• Главная
• Настраиваем программный RAID на UEFI-системах в Windows

Настраиваем программный RAID на UEFI-системах в Windows

Программный RAID пользуется заслуженной популярностью, позволяя легко создавать отказоустойчивые дисковые конфигурации в недорогих системах, отличаясь простотой создания и управления. Но с переходом современных систем на UEFI появились некоторые особенности, касающиеся процесса загрузки, которые следует понимать и принимать во внимание. В противном случае отказоустойчивость может оказаться мнимой и при отказе одного из дисков вы просто не сможете загрузить систему.

Данная инструкция может кому-то показаться сложной, действительно, для создания программного RAID на UEFI-системах требуется довольно много подготовительных действий. Также определенное количество операций придется выполнить и при замене отказавшего диска, но это тема для отдельной статьи. В связи с этим встает вопрос выбора между программным RAID и встроенным в материнскую плату, т.н. fake-raid.

Если брать вопрос производительности, то сегодня он абсолютно неактуален, тем более что вся обработка данных так или иначе осуществляется силами CPU. Основным аргументов в пользу встроенного RAID служит простота его использования, но за это приходится платить совместимостью. Собранные таким образом массивы будут совместимы только со своим семейством контроллеров. К счастью, сейчас уже нет того зоопарка, который был еще лет 10 назад, но все равно, собранный на базе платформы Intel массив вы не запустите на AMD-системе.

Также вы можете столкнуться с тем, что несмотря на то, что массив собрался, система не может загрузиться, так как не имеет в своем составе драйверов для новой версии контроллера, это может быть актуально для старых ОС на новых аппаратных платформах. Кроме того, все операции по замене дисков, расширению и ресинхронизации массива вам придется делать в оффлайн режиме, загрузить систему с массива в состоянии обслуживания вы не сможете.

Программные массивы лишены этих недостатков, все что им требуется — это поддержка со стороны ОС. Операции обслуживания также можно выполнять без прерывания работы системы, естественно принимая во внимание тот факт, что производительность дисковой системы в это время будет снижена. Но есть и обратная сторона медали, динамические диски Windows имеют ряд неприятных особенностей, например, ограниченные возможности по управлению дисковым пространством и обслуживанию. Штатные инструменты имеют только базовые функции, а из коммерческого софта работу с данным типом дисков обычно поддерживают только дорогие корпоративные версии.

Также есть другая особенность, вытекающая из архитектуры программных RAID массивов, если некритически отказал тот жесткий диск, с которого осуществляется загрузка, то система не будет автоматически загружена со второго, исправного HDD, вы получите ошибку (или BSOD) и вам потребуется вручную изменить порядок загрузки для восстановления работы системы.

Но несмотря на определенные недостатки и ограничения, программный RAID на основе динамических дисков пока остается единственной возможностью обеспечить отказоустойчивость системы, не прибегая к аппаратным средствам.

Конфигурация разделов Windows-систем с UEFI

Прежде всего рассмотрим стандартную конфигурацию разделов, автоматически создаваемую Windows с UEFI, приведенный ниже пример соответствует последним версиям Windows 10 и Windows Server 2016/2019, у более ранних версий Windows разметка может несущественно отличаться.

Windows RE — NTFS раздел со средой восстановления, в последних версиях Windows имеет размер в 500 МБ, при создании ему присваиваются специальные атрибуты, препятствующие назначению буквы диска и удалению раздела через консоль управления дисками. В тоже время данный раздел не является необходимым для работы системы, среда восстановления может находиться на системном диске и даже может отсутствовать. Вынос среды восстановления на отдельный раздел преследует две цели: возможность работы на зашифрованных системах и защита от некорректных действий пользователя.

EFI — раздел специального типа с файловой системой FAT32, который содержит загрузчик, вызываемый микропрограммой UEFI. Данный раздел должен находиться в основной таблице разделов и не может быть расположен на динамическом диске. В Windows он ошибочно называется зашифрованным, имеет критическое значение для нормальной работы системы. В современных Windows-системах имеет размер в 100 МБ.

MSR (Microsoft System Reserved) — служебный раздел с файловой системой NTFS, является обязательным для GPT-разметки, которая не позволяет использовать скрытые сектора диска, используется для служебных операций встроенного и стороннего ПО, например, при преобразовании диска в динамический. Является скрытым и не отображается в оснастке управление дисками. Его размер в современных системах — 16 МБ.

Windows — самый обычный раздел с системой, фактически под ним следует понимать любую пользовательскую разметку. Никаких особенностей он в себе не таит.

Производители ПК могут добавлять дополнительные разделы, например, с резервным образом системы для отката к заводским настройкам или собственными инструментами восстановления, чаще всего они имеют специальные GPT-атрибуты, как и у раздела Windows RE.

Подготовка к созданию программного RAID

Будем считать, что вы уже установили операционную систему на один из дисков, в нашем примере будет использоваться Windows Server 2019 установленный на виртуальной машине. Если мы откроем оснастку Управление дисками, то увидим примерно следующую картину:

Первым идет раздел Windows RE, размером в 499 МБ, а за ним раздел EFI, который ошибочно именуется шифрованным. Но как мы говорили выше, данная оснастка не дает полного представления о структуре разметки, поэтому запустим утилиту командной строки diskpart и получим список разделов:

Первая команда запускает утилиту, вторая выбирает первый диск (диск 0) и третья выводит список разделов.

Здесь присутствуют все существующие на диске разделы, включая MSR, размером в 16 МБ. Теперь нам нужно воспроизвести аналогичную разметку на втором жестком диске. Будем считать, что вы еще не вышли из утилиты diskpart, поэтому выберем второй жесткий диск (диск 1) и очистим его:

Внимание! Данная команда полностью удалит все данные с указанного диска. Убедитесь, что вы выбрали нужный диск и что он не содержит никаких данных!

Преобразуем диск в GPT:

При преобразовании на диске будет автоматически создан MSR раздел, нам он пока не нужен, поэтому удалим его командой:

После чего убедимся, что диск не содержит разделов.

Теперь можно создавать разметку. Разделы должны идти в том же порядке и с тем же типом, что и на первом диске. Поэтому первым создадим раздел восстановления, он не является обязательным и не влияет на работу системы. В принципе его можно даже не форматировать, но во избежание каких-либо недоразумений в дальнейшем мы рекомендуем создать раздел с теми же атрибутами, что и оригинальный раздел восстановления.

На всякий случай явно выберем диск и создадим на нем раздел размером в 499 МБ, который отформатируем в NTFS:

Затем зададим ему нужные GPT-атрибуты:

Идентификатор de94bba4-06d1-4d40-a16a-bfd50179d6ac задает тип раздела как Windows RE, а атрибут 0x8000000000000001 препятствует назначению буквы диска и помечает раздел как обязательный для работы системы, во избежание его удаления из оснастки управления дисками.

Следующим шагом создадим раздел EFI:

Если все сделано правильно, то вы должны получить следующую схему разметки, которая будет полностью повторять (за исключением системного раздела) разметку первого диска.

После чего систему обязательно следует перезагрузить.

Создание программного RAID

Прежде всего преобразуем диски в динамические, это можно сделать в оснастке Управление дисками:

или утилитой diskpart:

Затем добавим зеркало к системному диску через графический интерфейс

или с помощью diskpart:

После чего следует обязательно дождаться ресинхронизации данных, в зависимости от скорости и объема дисков это может занять некоторое время.

Теперь при загрузке появится меню с выбором раздела, загрузиться можно с обоих, но не будем забывать, что загрузчик по-прежнему присутствует только на первом диске и при смене порядка загрузки в BIOS загрузиться со второго диска не удастся.

Настройка загрузчика EFI и его копирование на второй раздел

Снова запустим утилиту diskpart и присвоим буквы EFI разделам на дисках, но перед этим уточним расположение нужного нам раздела:

Как видим интересующий нас раздел имеет номер 2, выберем его и присвоим букву:

Повторим аналогичные манипуляции со вторым диском:

Выйдем из утилиты diskpart (команда exit) и перейдем в EFI раздел первого диска:

Для просмотра текущих точек загрузки выполните:

Вывод команды покажет нам единственную запись диспетчера загрузки (на текущем EFI-разделе) и две записи загрузчика Windows, на каждом из зеркальных томов. Нам потребуется создать второй экземпляр диспетчера загрузки:

Из вывода данной команды нам потребуется идентификатор, скопируем его для использования в следующей команде.

В фигурных скобках должен быть указан идентификатор, полученный на предыдущем шаге.

После чего экспортируем BCD-хранилище загрузчика:

И скопируем содержимое EFI-раздела на второй диск:

Ошибка при копировании активного экземпляра BCD-хранилища — это нормально, собственно поэтому мы и сделали его экспорт, вместо того, чтобы просто скопировать. Затем переименуем копию хранилища на втором диске:

и удалим ее с первого:

Осталось удалить буквы дисков EFI-разделов, для этого снова запустим diskpart:

Теперь можно перезагрузить систему и в загрузочном меню BIOS выбрать Windows Boot Manager 2, затем Windows Server — вторичный плекс — это обеспечит использование EFI-загрузчика и системного раздела второго диска. Если вы все сделали правильно — загрузка будет удачной. Таким образом у нас будет полноценное зеркало системного раздела на динамических дисках в UEFI-системе.

Помогла статья? Поддержи автора и новые статьи будут выходить чаще:

Или подпишись на наш Телеграм-канал:

Как настроить программный RAID в Windows

Каким бы мощным ни был ваш компьютер, у него все же есть одно слабое место: жесткий диск. Он отвечает за целостность и безопасность ваших данных и оказывает значительное влияние на производительность вашего ПК. При этом жесткий диск – единственное устройство в системном блоке, внутри которого есть движущиеся механические части, что и делает его слабым звеном, способным полностью вывести из строя ваш компьютер.

Сегодня есть два способа ускорить работу вашего компьютера: первый – купить дорогой SSD, а второй – по максимуму использовать материнскую плату, то есть настроить массив RAID 0 из двух жестких дисков. Тем более RAID-массив можно использовать и для повышения безопасности ваших важных данных.

В этой статье мы рассмотрим, как создать программный RAID с помощью встроенных инструментов Windows.

Содержание:

Современные материнские платы позволяют создавать дисковые RAID-массивы без необходимости докупать оборудование. Это позволяет значительно сэкономить на сборке массива в целях повышения безопасности данных или ускорения работы компьютера.

Создание программного RAID с помощью встроенных инструментов Windows 8 или Windows 10

Windows 10 имеет встроенную функцию «Дисковые пространства», которая позволяет объединять жесткие диски или твердотельные накопители в один дисковый массив, называемый RAID. Эта функция была впервые представлена в Windows 8 и значительно улучшена в Windows 10, что упростило создание многодисковых массивов.

Чтобы создать массив RAID, вы можете использовать как функцию «Дисковые пространства», так и командную строку или «Windows PowerShell».

Перед созданием программного RAID необходимо определить его тип и для чего он будет использоваться. Сегодня Windows 10 поддерживает три типа программных массивов: RAID 0, RAID 1, RAID 5.

Вы можете прочитать о том, какие типы RAID существуют и какой RAID в каких целях лучше использовать, в статье «Типы RAID и какой RAID лучше всего использовать».

Итак, мы определились с типом RAID. Затем для создания дискового массива мы подключаем все диски к компьютеру и загружаем операционную систему.

Стоит отметить, что все диски будущего RAID должны быть одинаковыми не только по объему памяти, но желательно и по всем другим параметрам. Это поможет избежать многих неприятностей в будущем.

Далее, чтобы создать программный RAID-массив, выполните следующие действия:

Шаг 1. Откройте «Панель управления», щелкнув правой кнопкой мыши «Пуск» и выбрав «Панель управления» («Control Panel»).

Шаг 2: В открывшемся окне выберите «Дисковые пространства» («Storage Spaces»)

Шаг 3. Затем выберите «Создать новый пул и дисковое пространство» («Create a new pool and storage space»).

Шаг 4: Выберите диски, которые вы хотите добавить в массив RAID, и нажмите «Создание пула носителей» («Create pool»).

Важно: все данные на дисках, из которых создается RAID-массив, будут удалены. Поэтому заранее сохраните все важные файлы на другой диск или внешний носитель.

После того, как вы настроили массив, вы должны дать ему имя и правильно настроить.

Шаг 5: В поле «Имя» введите имя нашего RAID-массива.

Шаг 6: Затем выберите букву и файловую систему для будущего RAID

Именно с этим именем и буквой массив будет отображаться в системе Windows.

Шаг 7: Теперь вы должны выбрать тип устойчивости.

• Простой (без отказоустойчивости) – это RAID 0;
• Двустороннее зеркало — RAID 1;
• Трехстороннее зеркало – это тоже RAID 1 (с разницей только в количестве копий основного жесткого диска);
• Четность – RAID 5.

В зависимости от выбранного типа RAID мастер автоматически установит максимально доступную емкость дискового массива.

Обычно это значение немного ниже, чем фактический объем доступных данных, и вы также можете установить больший размер дискового пространства. Однако имейте в виду, что это сделано для того, чтобы вы могли установить дополнительные жесткие диски, когда массив будет заполнен, без необходимости перестраивать его.

Шаг 8. Нажмите «Create storage space».

После того, как мастер настроит ваш новый RAID, он будет доступен как отдельный диск в окне «Этот компьютер».

Новый диск не будет отличаться от обычного жесткого диска, и вы можете выполнять с ним любые операции, даже зашифровать его с помощью BitLocker.

Об использовании BitLocker вы можете прочитать в статье «Как зашифровать данные на жестком диске с помощью BitLocker».

Вы можете создать еще один программный RAID. Только количество жестких дисков, подключенных к ПК, ограничивает количество создаваемых RAID-массивов.

Как добавить или удалить диск в уже существующем массиве RAID

Как добавить диск в RAID

Предположим, у вас уже есть программный RAID-массив, и вы его используете. Однажды может возникнуть ситуация, когда вам станет не хватать места на диске. К счастью, Windows 10 позволяет добавить еще один диск в уже существующий массив с помощью встроенных инструментов.

Чтобы добавить диск, вы должны открыть утилиту «Дисковые пространства», используя метод, описанный выше, и выбрать «Добавить диски».

В открывшемся меню выберите диск, который хотите добавить, и нажмите «Добавить диск». Жесткий диск будет добавлен к уже существующему массиву RAID.

Как удалить диск из RAID-массива

Чтобы удалить диск из RAID-массива, следуйте алгоритму:

Шаг 1: Откройте утилиту «Дисковые пространства», как описано выше, и нажмите кнопку «Изменить параметры».

Шаг 2. Откройте существующий массив RAID и выберите «Физические диски».

Шаг 3. Во всплывающем списке выберите диск, который вы хотите удалить, и нажмите «Подготовить к удалению».

Windows автоматически перенесет данные на другие диски, а кнопка «Подготовить к удалению» изменится на «Удалить».

После нажатия кнопки «Удалить» система удалит диск из RAID. Для дальнейшей работы с этим накопителем вам потребуется создать на нем новый раздел. Для этого вы можете использовать встроенную утилиту diskpart или утилиту Disk Management.

Создайте программный RAID с помощью командной строки

Другой способ создать программный RAID – использовать командную строку или Windows PowerShell.

Чтобы создать программный RAID с помощью командной строки:

Шаг 1. Щелкните правой кнопкой мыши «Пуск» и выберите «Командная строка (Администратор)» или «Windows PowerShell (Admin)».

Шаг 2: В открывшемся окне введите команду «diskpart» и нажмите «Enter».

Шаг 3: Чтобы отобразить список дисков, введите «list disk».

Утилита Diskpart отобразит все диски, подключенные к вашему ПК.

Шаг 4: Выберите диски, которые вы хотите добавить в массив RAID, один за другим, и превратите их в динамические диски с помощью команд:

• select disk 1 – где 1 – номер желаемого диска
• convert dynamic – преобразовать в динамический
• select disk 2
• convert dynamic
• select disk 3
• convert dynamic

Теперь, когда мы преобразовали наши диски, мы можем создать том RAID, введя следующие команды:

• select disk 1
• Create Volume RAID Disk 1, 2, 3

После этого следует убедиться, что массив создан.

Для этого введите команду «list disk».

Все диски будут объединены в один диск.

Шаг 5: Теперь все, что вам нужно сделать, это отформатировать диск и присвоить ему букву. Для этого введите следующие команды:

• select volume 2
• Format FS=NTFS Label=MyNewVolume
• Assign Letter=F

Шаг 6. Введите «exit» и нажмите Enter.

После этого выбранные диски будут объединены в RAID-массив.

Отметим, что с помощью этого метода будет создан RAID 5.

RAID 0

Если вы хотите создать RAID 0, в утилите Diskpart введите:

• list disk;
• create volume stripe size=n disk=1,2,3 – где n — размер в мегабайтах, а 1,2,3 — номера дисков, которые будут включены в массив RAID 0.

RAID 1

Чтобы создать RAID 1, вам необходимо ввести следующие команды одну за другой:

• list disk – для отображения подключенных дисков;
• select disk 0 — количество дисков, их которых создается зеркало;
• convert dynamic – преобразование диска в динамический.

Внимание! Иногда появляется сообщение «Вам следует перезагрузить компьютер, чтобы завершить эту операцию». Если оно появилось – перезагрузите компьютер. Если есть только сообщение об успешной конвертации – продолжайте работу и введите:

• select volume 0 – выбрать нужный диск;
• add disk=1 – добавить нужный диск для зеркалирования.

После этого будет создан массив RAID 1.

Программное создание RAID в Windows 7

В Windows 7 вы можете использовать утилиту «Управление дисками» для создания программного RAID. Следует отметить, что диск, с которого загружается система, нельзя использовать в RAID, так как он будет преобразован в динамический. Вы можете использовать любые диски, кроме системных.

Шаг 1. Откройте «Пуск», щелкните правой кнопкой мыши «Компьютер» и выберите «Управление».

Шаг 2: В появившемся мастере нажмите «Далее».

Шаг 3. В открывшемся меню вы должны выбрать диски, которые вы хотите объединить в массив RAID, и нажать «Далее».

Шаг 4: Выберите букву для созданного RAID-массива и нажмите «Далее».

• S (Striping) — соответствует RAID 0;
• M (Mirroring) — соответствует RAID 1;
• P (Parity) — соответствует RAID 5.

Шаг 5: В следующем окне выберите тип файловой системы (NTFS), укажите размер блока и укажите имя тома. После этого нажмите «Далее».

Шаг 6: После того, как система создаст новый массив RAID, нажмите кнопку «Готово».

После нажатия кнопки «Готово» появится окно с предупреждением о том, что будет выполнено преобразование базового диска в динамический и загрузка ОС с динамического диска будет невозможна. Просто нажмите «ОК».

После этого созданный RAID-массив отобразится в окне «Мой компьютер» как обычный жесткий диск, с которым можно выполнять любые операции.

Что делать, если вы потеряли важные данные на RAID-массиве

Использование RAID-массивов может значительно повысить безопасность данных, что очень важно в современном мире. Однако нельзя исключать человеческий фактор.

Потеря важных файлов возможна из-за случайного удаления, форматирования, изменения логической структуры файловой системы и многих других причин. Кроме того, не исключен сбой RAID.

Что делать, если важные данные все равно потеряны?

В этой ситуации лучше не принимать поспешных решений. Оптимальный вариант — обратиться к специалистам или воспользоваться профессиональным ПО для восстановления данных.

RS RAID Retrive способен восстановить любой тип RAID-массива, поддерживает все файловые системы, используемые в современных операционных системах.

Универсальное решение для восстановления данных

Часто задаваемые вопросы

Это сильно зависит от емкости вашего жесткого диска и производительности вашего компьютера. В основном, большинство операций восстановления жесткого диска можно выполнить примерно за 3-12 часов для жесткого диска объемом 1 ТБ в обычных условиях.

Если файл не открывается, это означает, что файл был поврежден или испорчен до восстановления.

Используйте функцию «Предварительного просмотра» для оценки качества восстанавливаемого файла.

Когда вы пытаетесь получить доступ к диску, то получаете сообщение диск «X: \ не доступен». или «Вам нужно отформатировать раздел на диске X:», структура каталога вашего диска может быть повреждена. В большинстве случаев данные, вероятно, все еще остаются доступными. Просто запустите программу для восстановления данных и отсканируйте нужный раздел, чтобы вернуть их.

Пожалуйста, используйте бесплатные версии программ, с которыми вы можете проанализировать носитель и просмотреть файлы, доступные для восстановления.

Сохранить их можно после регистрации программы – повторное сканирование для этого не потребуется.