Программный RAID1 (зеркало) для загрузочного GPT диска в Windows 10/ Server 2016

В этой статье мы рассмотрим, как создать программное зеркало (RAID1) из двух GPT дисков в Windows Server 2016/Windows 10, установленных на UEFI системе. Мы рассмотрим полноценную конфигурацию BCD загрузчика, позволяющую обеспечить корректную загрузку Windows и защитить данные от выхода из строя любого диска.

Итак, у нас имеется простой компьютер UEFI-архитектуры без встроенного RAID контроллера с двумя идентичными дисками размерами по 50 Гб. Наша задача — установить на первый GPT диск ОС (Windows Server 2016, Windows 10 или бесплатного сервер Hyper-V), а затем собрать из двух дисков программное зеркало (RAID1 – Mirroring).

Запишите установочный образ Windows на DVD/ USB флешку, загрузите компьютер) с этого загрузочного устройства (в режиме UEFI, не Legacy) и запустите установку Windows Server 2016.

После установки, откройте консоли управления дисками (diskmgmt.msc), убедитесь, что на первом диске используется таблица разделов GPT (свойства диска -> вкладка Volumes -> Partition style –> GUID partition table), а второй диск пустой (неразмечен).

Подготовка таблицы разделов для зеркала на 2 диске

Откройте командную строку с правами администратора и выполните команду diskpart. Наберите:

Как вы видите, в системе имеется два диска:

• Disk 0 – диск с таблицей разделов GPT, на который установлена Windows
• Disk 1 – пустой неразмеченный диск

На всякий случай еще раз очистим второй диск и конвертируем его в GPT:

Введите список разделов на втором диске:

Если найдется хотя бы один раздел (в моем примере это Partition 1 – Reserved – Size 128 Mb), удалите его:

Delete partition override

Выведите список разделов на 1 диске (disk 0). Далее вам нужно создать такие же разделы на Disk 1.

Имеется 4 раздела:

• Recovery – 450 Мб, раздел восстановления со средой WinRE
• System – 99 Мб, EFI раздел (подробнее про структуру разделов на GPT дисках)
• Reserved 16 Мб, MSR раздел
• Primary – 49 Гб, основной раздел с Windows

Создаем такие же разделы на Disk 1:

Create partition primary size=450

format quick fs=ntfs label=»WinRE»

create partition efi size=99

create partition msr size=16

Преобразования дисков в динамические, создание зеркала

Теперь оба диска нужно преобразовать в динамические:

Создадим зеркало для системного диска (диск C:). Нужно выбрать раздел на первом диске и создать для него зеркало на 2 диске:

Select volume c
Add disk=1

Должно появится сообщение:

Откройте консоль управления дисками, и убедитесь, что запустилась синхронизуя раздела C на (Recynching). Дождитесь ее окончания (может занять до нескольких часов в значимости от размера раздела C: ).

При загрузке Windows теперь будет появляться меню Windows Boot Manager с предложение выбрать с какого диска загружаться. Если не выбрать диск вручную, система через 30 секунд попытается загрузиться с первого диска:

• Windows Server 2016
• Windows Server 2016 – secondary plex

Однако проблема в том, что сейчас у вас конфигурация загрузчика хранится только на 1 диске, и при его потере, вы не сможете загрузить ОС со второго без дополнительных действий. По сути вы защитили данные ( но не загрузчик Windows) только от сбоя второго диска.

Программный RAID Windows не получится использовать для создания нормального зеркала EFI раздела. Т.к. на EFI разделе хранятся файлы, необходимые для загрузки ОС, то при выходе их строя первого диска, вы не сможете загрузить компьютер со второго диска без ручного восстановления загрузчика EFI на нем в среде восстановления. Эти операции довольно сложно сделать неподготовленному администратору, а также потребует дополнительного времени (которого может не быть, если у вас за спиной стоит толпа разгневанных пользователей).

Далее мы покажем, как скопировать EFI раздел на второй диск и изменить конфигурацию загрузчика BCD, чтобы вы могли загрузить Windows как с первого, так и со второго диска.

Подготовка EFI раздела на втором диске в зеркале

Теперь нужно подготовить EFI раздел на втором диске в зеркале, чтобы компьютер мог использовать этот раздел для загрузки Windows. Назначим EFI разделу на Disk 1 букву S и отформатируем его в файловой системе FAT32:

format fs=FAT32 quick

Теперь назначим букву диска P: для EFI раздела на Disk 0:

select partition 2

Копирование конфигурации EFI и BCD на второй диск

Выведите текущую конфигурацию загрузчика BCD с помощью команды:

При создании зеркала, служба VDS автоматически добавила в конфигурацию BCD запись для второго зеркального диска (с меткой Windows Server 2016 – secondary plex).

Чтобы EFI в случае потери первого диска могут загружаться со второго диска, нужно изменить конфигурацию BCD.

Для этого нужно скопировать текущую конфигурацию Windows Boot Manager

bcdedit /copy /d «Windows Boot Manager Cloned»

Теперь скопируйте полученный ID конфигурации и используйте его в следующей команде:

Если все правильно, должна появится строка The operation completed successfully.

Выведите текущую конфигурацию Windows Boot Manager (bcdedit /enum). Обратите внимает, что у загрузчика теперь два варианта загрузки EFI с разных дисков (default и resume object).

Теперь нужно сделать копию BCD хранилища на разделе EFI первого диска и скопировать файлы на второй диск:

P:
bcdedit /export P:\EFI\Microsoft\Boot\BCD2
robocopy p:\ s:\ /e /r:0

Осталось переименовать BCD хранилище на втором диске:

Rename s:\EFI\Microsoft\Boot\BCD2 BCD

И удалить копию на Disk 0:

Теперь при выходе из строя первого диска, вам нужно при загрузке компьютера выбрать устройство «Windows Boot Manager Cloned», а затем «Microsoft Windows Server 2016 — secondary plex».

При загрузке с отказавшим дисков, в диспетчере Disk Management вы увидите сообщение Failed Redndancy.

В этом случае вы должны заменить неисправный диск, удалить конфигурацию зеркала и пересоздать программный RAID с начала.

Дисковые пространства и доступные конфигурации RAID в Windows 10

Для повышения производительности жестких дисков традиционно используются такие методы как дефрагментация, отключение индексации и включение кэширования записей. Можно также установить максимальный кластеров, но этот способ имеет больше минусов, чем плюсов: получив более чем незначительный прирост скорости, вы потеряете в объеме доступного пространства на диске. На самом деле в Windows есть более эффективный способ повышения производительности диска.

Реализуемый с помощью функции под названием «Дисковые пространства».

У нее есть также и другое название — массив RAID или программный RAID. Доступен он, правда, только если на ПК имеются как минимум два несистемных физических жестких диска. RAID — это массив независимых жестких дисков, объединенных в один логический том. Параллельная работа объединенных дисков существенно повышает их производительность, также у RAID есть и другое преимущество — отказоустойчивость, реализуемая путем зеркального сохранения данных одного или нескольких физических дисков на другой/другие диски. Давайте же посмотрим, как создается RAID на примере работы в Windows 10 и какие существуют его конфигурации.

Создание программного RAID

Для создания RAID массива вам понадобятся чистые жесткие диски с распределённым или нераспределённым пространством.

Сгодятся и диски с данными, только учитывайте, что при создании пула все записанные на них файлы будут уничтожены.

Зайдите в панель управления, запустите апплет «Дисковые пространства».

И нажмите «Создать новый пул и дисковое пространство».

Далее вам нужно будет выбрать как минимум два жестких диска и нажать «Создать пул».

Диск с установленной Windows в данном процессе участвовать не может, да и смысла в этом особого нет, ибо зеркалирование не заменяет создание резервных копий ОС и, если Windows упадет, проку от нее на зеркале не будет никакого.

Включить в RAID операционную систему, конечно, можно, но для этого массив нужно создавать через BIOS еще до установки Windows. Но идем дальше. После создания пула вам предстоит дать ему название, выбрать файловую системы и самое интересное — определиться с типом отказоустойчивости. Windows поддерживается четыре конфигурации RAID, а именно:

• Простой тип устойчивости или RAID 0 . Пул, включающий один, два или более жестких диска без зеркалирования, то есть данная конфигурация не является по сути отказоустойчивой. Главное ее преимуществом — удвоенная производительность при условии использования двух дисков и стопроцентное использование дискового пространства.

• Двухстороннее зеркало или RAID 1 . Пул, включающий в себя не менее двух жестких дисков при этом доступным вам будет только половина общего дискового пространства. Вторая половина (физический диск) станет использоваться в качестве зеркала, на которое будут копироваться все данные «рабочего» пространства. Повышение производительности в данной конфигурации не предусматривается.

• Трехстороннее зеркало или RAID 1E . Конфигурация обеспечивает и зеркалирование, и удвоенную производительность, но это имеет свою цену — пул должен содержать как минимум пять дисков, при этом вам будет доступна только треть общего дискового пространства. Самый надежный вариант, так как данные дублируются не на один, а на два диска.

• Четность или RAID 5 . Пожалуй, самый оптимальный вариант, сочетающий в себе повышенную производительность и отказоустойчивость. Массив RAID 5 требует наличия минимум трех дисков, из общего дискового пространства вам будет доступна половина. При выборе конфигурации «Четность» производительность повышается только для чтения.

В серверных системах могут использоваться массивы более высокого уровня, например, RAID 10 или RAID 50, представляющие собой массивы из массивов, когда диски объединяются сначала в RAID 1 или 5, а затем в RAID 0.

Итак, определившись с настройками, жмем «Создать дисковое пространство», объединяя тем самым физические накопители в один том.

Он практически ничем не отличается от обычного логического раздела, его можно форматировать, сжимать, преобразовывать в динамический и т.д. Если дисковое пространство станет более ненужным, его можно будет удалить, но в этом случае вам придется переместить с него все ценные файлы, так как при удалении массива RAID удаляется и всё его содержимое.

Как настроить RAID в Windows 10

RAID или резервный массив независимых дисков, обычно является конфигурацией для корпоративных систем. Он объединяет несколько жестких дисков в один, с помощью чередования или зеркалирования. А так же существую различные RAID массивы о которых вы можете прочитать в этой статье «Что такое RAID и как он работает«.

RAID используется для создания надежного хранилища данных в сети или на компьютере. Создание RAID массива не требует много знаний, но для пользователей, кто нуждается в надежном хранилище. Эта статья поможет вам создать RAID массив в Windows 10.

Windows 10 упростила настройку RAID, опираясь на прошлый опыт Windows 8. Компания Microsoft создала программу, которая поможет вам без труда создать RAID на windows 10. Мы собираемся использовать эту утилиту в этой статье.

Как настроить RAID в Windows 10

Вам понадобится установленная Windows 10 и три неформатированных жестких диска.

ВАЖНО!

Диски должны быть: одинакового размера и скорости.

Если вы не знаете как установить Windows 10, рекомендую эту статью Установка Windows.

Настройка RAID в Windows 10

Как настроить RAID в Windows 10

Выберите Создать новый пул и дисковое пространство. Windows проверит все диски и выберет их в следующем окне.

Выберите тип RAID в разделе отказоустойчивость, выбрав из раскрывающееся меню. Простые пулы диски, двустороннее зеркало и трехстороннее зеркало аналогичны RAID 1, а четность подобна RAID 5.

При необходимости установите размер диска в разделе размер. Либо оставьте по умолчанию.

Выберите пункт Создать место для хранения данных.

Дождитесь завершения процесса, и вы должны увидеть один диск с размером который вы указали.

Для слежения за Raid массивами используйте команду diskmgmt.msc

Видео инструкция по созданию програмного RAID массива в Windows 10

Настройка RAID в Windows 10 проще, чем когда-либо. Просто не забудьте следить за ошибками.

RAID 1 — это зеркалирование HDD, которое в основном означает, что данные копируются на оба диска.

А вот RAID 5 это последовательная запись на диски со смещением контрольной суммы. Для 5 рейда требует минимум 3 HDD.

Заключение

Вот и все, всего за пару шагов RAID массив в Windows 10 создан. Хочу заметить что данный массив является программным. Так как вы это сделали при помощи Windows. На серверах установлены RAID контроллеры которые которые создают различные рейды.