Recuperación de datos de RAID5 y RAID0 desde el Administrador de discos de Windows y Server Manager (WSS)
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Autor:
Raidel Arbelay Becerra
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Editor:
Angel Villares
En este artículo examinaremos cómo realizar la recuperación de datos de RAID por software RAID 5 y RAID 0 creados con las herramientas Windows Storage Spaces y Windows Disk Management en Windows Server 2012. Aprenderá cómo restaurar rápidamente el acceso a la información si el servidor falla, uno de los discos presenta mal funcionamiento o el sistema operativo deja de reconocer el conjunto RAID. Revisaremos los escenarios de fallo más comunes y demostraremos métodos efectivos de recuperación de datos en entornos donde las matrices se utilizan para tareas críticas: almacenamiento de bases de datos, servicios de servidor o plataformas de virtualización.
- Métodos de creación de RAID
- Sistema de archivos ReFS
- Recuperación de datos
- Conclusión
- Preguntas y respuestas
- Comentarios
Los sistemas de almacenamiento basados en Windows Disk Management y Windows Server Manager se utilizan ampliamente para crear matrices RAID por software en entornos Windows. Las configuraciones más comunes siguen siendo RAID 0 y RAID 5, que proporcionan, según el tipo de matriz, ya sea mayor rendimiento o tolerancia a fallos.
No obstante, incluso las configuraciones RAID fiables no garantizan protección total contra la pérdida de datos. Las causas de los problemas pueden incluir fallos de discos, corrupción de metadatos del servicio RAID, errores de usuario, fallos del sistema operativo o una migración incorrecta de la matriz entre servidores. En tales situaciones el acceso a la información puede perderse tanto en Windows como después de conectar los discos a otro sistema.
Debe prestarse especial atención a la posibilidad de recuperar dichas matrices en un entorno Ubuntu, que ofrece un amplio conjunto de herramientas para el análisis de discos, el trabajo con RAID y la recuperación de sistemas de archivos. Gracias al soporte de utilidades de Linux y software especializado, es posible reconstruir la estructura RAID, acceder a particiones perdidas y recuperar archivos importantes.
Este artículo describe cómo recuperar datos de matrices RAID0 y RAID5 creadas en Windows Disk Management y Server Manager usando Ubuntu, y detalla las características y riesgos a considerar durante el procedimiento de recuperación.
Recuperación de datos de RAID 5/0 creados con Windows Disk Management y Server Manager en Ubuntu
Métodos de creación de RAID
En Windows Server 2012 existen dos mecanismos diferentes para crear matrices de discos:
- El primero se implementa mediante Windows Storage Spaces en el entorno de Server Manager.
- El segundo utiliza la herramienta clásica Windows Disk Management.
Estas tecnologías realizan una tarea similar, pero operan sobre principios distintos.
| Característica | Storage Spaces | Administración de discos |
|---|---|---|
| Propósito | Sistema moderno de virtualización de almacenamiento | Gestión clásica de discos y RAID |
| Disponibilidad | Windows 8 / Server 2012 y posteriores | En todas las versiones modernas de Windows |
| Tipo de tecnología | Pool de almacenamiento + disco virtual | Discos dinámicos |
| Compatibilidad RAID | Simple, Mirror, Parity | RAID 0, RAID 1, RAID 5 |
| Escalabilidad | Expansión flexible del pool | Limitada |
| Agregar discos | Posible sin reconstruir el sistema | Limitado |
| Tolerancia a fallos | Mirror, Parity | RAID 1, RAID 5 |
| Compatibilidad con thin provisioning | Sí | No |
| Recuperación de datos | Más compleja debido a los metadatos de almacenamiento | Más sencilla |
| Compatibilidad con Linux | Limitada | Mejor reconocida |
| Uso principal | Servidores y grandes sistemas de almacenamiento | Matrices RAID pequeñas |
Storage Spaces es un sistema de virtualización de almacenamiento moderno. Primero se crea un pool de discos y se añaden unidades físicas a él; después se crean discos virtuales dentro de ese pool con el nivel de resiliencia requerido: Simple, Mirror o Parity. Este enfoque permite una gestión flexible de la capacidad, agregar nuevas unidades sin apagar el servidor y expandir el almacenamiento sin reconstruir la matriz.
Otra característica de Storage Spaces es el uso de metadatos que se escriben en todos los discos del pool. Gracias a esto el sistema puede determinar automáticamente la configuración de almacenamiento después de reconectar los discos a otro servidor que soporte esta tecnología.
En contraste, Disk Management utiliza la tecnología de discos dinámicos. Para crear matrices RAID el sistema convierte los discos básicos al formato de Dynamic Disk. Tras esto es posible crear matrices RAID clásicas por software, incluyendo RAID 0, RAID 1 y RAID 5.
En este caso la información de configuración de la matriz se almacena en el área de servicio de cada disco dinámico. La matriz no utiliza un pool de discos y se crea directamente a partir de unidades físicas específicas. La gestión de este tipo de RAID es considerablemente más simple, pero la escalabilidad es limitada. Agregar nuevos discos o cambiar la estructura de la matriz a menudo requiere reconstruirla o crear un nuevo volumen.
El principio de resiliencia también difiere. Storage Spaces utiliza un modelo de distribución de datos más flexible que puede aplicar distintos niveles de redundancia dentro de un mismo pool, creando múltiples discos virtuales con diferentes parámetros. En Disk Management cada volumen tiene un tipo de RAID fijo que se define durante la creación y no puede cambiarse posteriormente.
Así, Storage Spaces en Windows Server 2012 es una tecnología de gestión de almacenamiento más moderna y flexible orientada a sistemas de servidor escalables. Disk Management, a su vez, implementa RAID por software clásico y se usa con más frecuencia en configuraciones sencillas o entornos de servidores pequeños.
Sistema de archivos ReFS
En el ejemplo descrito en este artículo trabajamos con el ReFS (Resilient File System). Este sistema de archivos fue desarrollado por Microsoft específicamente para entornos de servidor con alta carga y está orientado a la máxima resiliencia.
La característica principal de ReFS es la implementación de mecanismos de verificación de integridad de metadatos y funciones automáticas de autocuración sin tiempo de inactividad del sistema. La optimización para grandes volúmenes de datos y matrices RAID complejas lo convirtió en un estándar para configuraciones basadas en Windows Server 2012.
Es importante señalar que, a pesar de la arquitectura cerrada de Microsoft, este artículo demuestra la posibilidad de obtener acceso completo a dichos datos incluso en un entorno Linux. Esto permite un análisis profesional y la recuperación de matrices RAID en cualquier sistema independientemente de las limitaciones del ecosistema nativo de Windows.
Recuperación de datos
MÉTODO 1. Recuperación de una matriz WSS
Primero consideramos la recuperación de datos de un RAID 5 ensamblado a partir de tres discos en Windows Storage Spaces. Los discos usan el sistema de archivos ReFS, y el procedimiento de recuperación se realizará en un equipo con Ubuntu.
Si el hardware del servidor falla, por ejemplo debido a un fallo de la fuente de alimentación, placa base o controlador, la lectura de los discos directamente en el servidor puede volverse imposible. En tales casos los discos deben retirarse cuidadosamente del servidor y conectarse a una estación de trabajo. Esto puede hacerse directamente a través de la interfaz SATA o utilizando una estación de acoplamiento externa.
Aunque los discos usan el sistema de archivos ReFS, que está diseñado para Windows, se puede restaurar el acceso a los datos usando Hetman RAID Recovery. El programa analiza los metadatos de Storage Spaces, determina los parámetros de la matriz y reconstruye automáticamente su estructura. Tras esto es posible explorar el árbol de directorios y extraer los archivos requeridos, incluso si Linux no admite el montaje directo de ese sistema de archivos.
MÉTODO 2. Uso de una imagen de disco
Si la arquitectura de su estación de trabajo no permite conectar todos los discos simultáneamente, la solución óptima es usar imágenes virtuales de las unidades. Este método consiste en crear copias exactas bit a bit de cada disco para su posterior análisis.
Después de montar la imagen del disco faltante directamente en la interfaz de Hetman RAID Recovery, el programa la trata como un dispositivo físico completo. Trabajando en combinación con los otros discos disponibles, la utilidad reconstruye automáticamente la estructura de la matriz. Este enfoque permite iniciar el proceso de recuperación incluso cuando los puertos de conexión son limitados, garantizando la seguridad e integridad de los datos en cada etapa.
MÉTODO 3. Recuperación automática de RAID 5
Inmediatamente después del lanzamiento, Hetman RAID Recovery inicia un escaneo automático de las unidades conectadas. El programa analiza la información de servicio e intenta reconstruir la configuración RAID original. En la ventana principal verá una lista de todos los discos físicos detectados, así como las matrices virtuales ya ensambladas y listas para trabajar.
Seleccione el RAID 5 detectado y ejecute el modo de Análisis rápido.
Tras completar el escaneo, la ventana principal del programa mostrará la estructura completa de la matriz RAID reconstruida con todos los archivos y carpetas. Marque los archivos y carpetas requeridos y haga clic en el botón Recuperar.
En el siguiente paso especifique el destino para los datos recuperados y confirme la acción haciendo clic en Recuperar.
Tras completar todos los pasos de recuperación, los datos de la matriz RAID volverán a estar disponibles para su uso.
MÉTODO 4. Recuperación automática de RAID 0
En el segundo ejemplo consideramos la recuperación de datos de un RAID 0 que se creó a partir de dos discos en Windows Storage Spaces. La matriz utiliza el sistema de archivos ReFS.
La particularidad de RAID 0 es que los datos se distribuyen entre todos los discos de la matriz sin redundancia. Por lo tanto, para recuperar datos debe conectar todos los discos simultáneamente y trabajar con la matriz como una estructura única. Los discos individuales de una matriz así no contienen archivos completos, por lo que un programa no puede leerlos de forma independiente.
Antes de comenzar, asegúrese de que todos los discos que formaban parte del RAID 0 estén conectados físicamente al equipo. Esto puede hacerse a través de la interfaz SATA directamente a la placa base o utilizando una estación de acoplamiento externa.
Como en el caso anterior, la recuperación se realizará en un equipo con Ubuntu, usando Hetman RAID Recovery, que determinará los parámetros de la matriz y reconstruirá su estructura para el acceso posterior a los archivos.
Inicie Hetman RAID Recovery. El programa analizará instantáneamente el hardware conectado y reconstruirá automáticamente la estructura lógica de su matriz. En la ventana principal verá tanto los dispositivos físicos individuales como el RAID 0 reconstruido, listo para la recuperación.
Procese el elemento Análisis rápido y inicie el análisis.
Tras completar el escaneo, el programa mostrará la estructura recuperada de particiones, carpetas y archivos. Usando la ventana de vista previa puede verificar su contenido y asegurarse de que los datos requeridos se leen correctamente.
A continuación, marque las carpetas o archivos individuales requeridos y haga clic en el botón Recuperar.
Para guardar los resultados, especifique otro disco o un almacenamiento externo. Es importante no escribir los archivos recuperados de nuevo en el mismo medio desde el que se realiza la recuperación para evitar sobrescribir datos.
MÉTODO 5. Recuperación de una matriz Disk Management
Incluso con una configuración RAID correcta, las matrices pueden perder acceso a los datos debido a fallos de hardware o errores de software.
En tales situaciones es importante actuar con máxima precaución: no escriba datos nuevos en los discos de la matriz, ya que esto puede sobrescribir fragmentos de información perdida y complicar la recuperación.
A continuación consideramos uno de los escenarios más comunes de pérdida de acceso a una matriz RAID. Esta situación puede ocurrir como resultado de un fallo del sistema operativo en el que la configuración de la matriz deja de ser reconocida correctamente por el sistema. También puede ser causada por un mal funcionamiento del hardware del servidor, tras lo cual el sistema ya no detecta todas las unidades que pertenecen a la matriz. En algunos casos el problema se debe a una actualización de firmware fallida del controlador u otros componentes del sistema. Como resultado, la matriz RAID se vuelve inaccesible incluso si las unidades en sí permanecen físicamente intactas.
Antes de empezar cierre todas las aplicaciones que puedan usar estas unidades y desactive temporalmente las copias de seguridad automáticas.
Si la matriz no está montada por el sistema, no inicialice ni formatee los discos ni cree nuevas particiones; es mejor dejarlos en el estado en que el sistema los detecta y proceder directamente al procedimiento de recuperación.
MÉTODO 6. Recuperación automática de RAID 5
Para la demostración utilizaremos un RAID 5 creado con la herramienta Windows Disk Management en Windows Server 2012. La matriz consta de cuatro unidades que usan el sistema de archivos ReFS. En este ejemplo mostraremos cómo restaurar el acceso a los datos en caso de fallo del sistema o corrupción de la configuración RAID.
Para la recuperación también puede usar Hetman RAID Recovery.
Seleccione nuestro RAID 5 y ejecute Análisis rápido.
El programa detectará automáticamente el sistema de archivos ReFS, por lo que normalmente no se requiere configuración adicional.
Tras seleccionar el modo haga clic en Siguiente para iniciar el proceso de escaneo. Tenga en cuenta que un análisis completo puede llevar un tiempo significativo, especialmente si la matriz tiene gran capacidad.
Al terminar el escaneo, la ventana principal del programa mostrará las particiones, directorios y archivos detectados que estaban previamente almacenados en la matriz y pueden recuperarse.
Si es necesario puede usar la función de Vista previa para ver el contenido de los archivos y verificar su integridad.
A continuación marque los directorios o archivos individuales requeridos e inicie el proceso de recuperación pulsando el botón Recuperar.
En la ventana siguiente especifique la ruta para guardar los datos recuperados en otro dispositivo de almacenamiento y confirme la acción haciendo clic nuevamente en Recuperar.
Cuando el procedimiento finalice, el programa notificará la recuperación exitosa de los datos de su matriz RAID.
MÉTODO 7. Recuperación en RAID Constructor
En el siguiente ejemplo consideramos un escenario más complejo cuando uno de los cuatro discos en un RAID 5 ha fallado o cuando la matriz fue formateada accidentalmente por el usuario.
En este caso el programa puede no detectar automáticamente la estructura de la matriz, por lo que se recomienda usar el RAID Constructor en modo manual para reconstruir la configuración.
Tras retirar los discos del servidor es esencial registrar su orden original en la matriz RAID antes de realizar cualquier acción de recuperación.
Cada disco en RAID 5 tiene una posición definida en la secuencia de cálculo de datos y paridad, por lo que cambiar el orden de los discos puede resultar en un ensamblaje incorrecto de la matriz, corrupción del sistema de archivos y complicar significativamente la recuperación.
Es importante considerar que RAID 5 permite la recuperación de datos incluso si falta una unidad, ya que la información puede reconstruirse usando bloques de paridad.
En esta configuración el inicio físico de un disco no coincide con el inicio real del sistema de archivos. Debido a la corrupción parcial o eliminación de datos de servicio, el programa pierde los marcadores necesarios para la detección automática del desplazamiento (offset).
Como resultado, el algoritmo no puede determinar con precisión el sector cero de la partición lógica. En esta situación el valor de desplazamiento debe especificarse manualmente durante la reconstrucción de la matriz. Si esto no se hace, el sistema de archivos puede mostrarse incorrectamente o permanecer inaccesible para análisis y recuperación.
Un Offset configurado incorrectamente también puede provocar una visualización incorrecta de la estructura de directorios o la ausencia de archivos.
Para determinar el valor exacto del desplazamiento utilice el Editor HEX incorporado.
Si se desconoce el orden de los discos en la matriz RAID, la búsqueda de la firma y el cálculo del Offset deben realizarse individualmente para cada disco de la matriz. Este enfoque permitirá establecer el desplazamiento correcto para cada dispositivo y garantizar la reconstrucción adecuada de toda la configuración.
El sistema de archivos ReFS tiene una firma única ubicada al inicio de sus estructuras de servicio. Sin embargo, en algunas estructuras de ReFS la firma puede no comenzar estrictamente en el bloque cero sino con un pequeño desplazamiento dentro de la estructura de metadatos. En la representación hexadecimal aparece como la secuencia de bytes 00 00 00 52 65 46 53 00, que en el campo de texto del editor corresponde a la cadena ReFS.
Para activar la herramienta seleccione el disco requerido y utilice la combinación de teclas Ctrl + H o el elemento correspondiente del menú contextual.
En la ventana del Editor HEX ejecute la función de búsqueda Buscar texto o valor e introduzca la secuencia hexadecimal 00 00 00 52 65 46 53 00 en el campo correspondiente.
Asegúrese de cambiar el modo de búsqueda a Buscar valor HEX. Para mayor precisión y un análisis más rápido también se recomienda seleccionar la opción Inicio del sector, ya que la firma del sistema de archivos ReFS está localizada al inicio de un sector.
Después de que el editor encuentre el marcador coincidente, coloque el cursor en la posición encontrada o vea la dirección del bloque actual en la interfaz del programa. Esto permitirá determinar el valor exacto del offset que se utilizará durante la reconstrucción posterior del RAID.
Para aumentar la fiabilidad del resultado también es apropiado asegurarse de que la firma encontrada corresponda efectivamente al inicio de las estructuras de servicio del sistema de archivos y no a una secuencia de bytes casual dentro de los datos.
Después de encontrar el valor del Offset, abra la herramienta RAID Constructor y seleccione el modo Manual.
Al crear manualmente la matriz debe especificar los parámetros principales que se usaron durante su formación: tipo de RAID, orden de colocación de bloques, tamaño de bloque y bytes por sector.
Para RAID 5 los valores siguientes se utilizan típicamente en las configuraciones más comunes:
- Orden de bloques – Left synchronous,
- Tamaño de bloque – 64 KB,
- Bytes por sector – 512 bytes.
En la ventana del constructor, en el campo Discos disponibles seleccione las unidades que pertenecen a su matriz RAID y muévalas al campo Discos seleccionados.
Si uno de los discos falta físicamente o ha fallado, utilice la función Agregar disco vacío, que permite integrar un disco virtual vacío en la estructura de la matriz para simular el componente faltante, preservando la integridad de la arquitectura RAID 5 y permitiendo la recuperación de datos con éxito.
Para aplicar los parámetros de offset calculados, haga doble clic en el disco requerido o utilice el icono Cambiar desplazamiento/tamaño del disco. En el diálogo que se abre introduzca el valor de offset obtenido – 264192 – en el campo Offset.
Antes de confirmar cambie las unidades de Bytes a Sectores; esto evitará errores de cálculo ya que el programa convertirá automáticamente el número especificado de sectores a bytes.
Tras hacer clic en OK repita este procedimiento para cada disco que forme parte de su matriz RAID. Una configuración tan precisa de cada componente es crítica para la sincronización de bloques y la correcta reconstrucción de la estructura lógica del sistema de archivos ReFS.
Si no se conoce el orden exacto de los discos, puede establecerse manualmente por ensayo secuencial. Cambie las posiciones de las unidades en la lista de Discos seleccionados moviéndolas hacia arriba o hacia abajo con las flechas, y tras cada cambio compruebe si en la parte inferior de la ventana se muestra una configuración de volumen lógico correcta. Este enfoque permite controlar visualmente el proceso de reconstrucción de la matriz en tiempo real y evaluar rápidamente la corrección del orden elegido.
Además, puede usar la función Detectar el orden de discos automáticamente, que ejecuta una enumeración automática de todas las posibles disposiciones de unidades en la matriz RAID. Aunque este procedimiento puede tardar más tiempo dependiendo del número de discos en la configuración, reduce significativamente la probabilidad de error y ayuda a determinar el orden correcto de los discos en estructuras de almacenamiento complejas.
Tras realizar los cambios haga clic en el botón Añadir para agregar la matriz RAID reconstruida a la pantalla principal del programa para su escaneo y recuperación de archivos.
Después de que la matriz RAID se reconstruya correctamente en el RAID Constructor y se realice el escaneo, los resultados del análisis aparecerán en la pantalla principal del programa; presione el botón Recuperar.
En la ventana que se abre haga clic en Siguiente, seleccione la opción Guardar en disco duro y especifique la carpeta para el guardado. Tras completar el proceso podrá recuperar los datos requeridos guardándolos en otro disco.
Conclusión
La recuperación de datos de matrices RAID 0 y RAID 5 creadas con Windows Disk Management o Windows Server Manager en un entorno Ubuntu es completamente posible incluso tras fallos severos o pérdida de acceso a la matriz. Gracias a las herramientas de Linux y al software especializado, es posible reconstruir la estructura RAID, analizar la configuración de los discos y restaurar archivos importantes.
Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que RAID0 no posee redundancia, por lo que el daño a incluso una sola unidad puede provocar una pérdida crítica de datos. RAID5 ofrece mayor protección; sin embargo, errores en la reconstrucción, fallos de controladora o la corrupción de datos de servicio pueden también dejar el sistema inaccesible.
Para una recuperación exitosa es importante no escribir en los discos problemáticos, determinar correctamente los parámetros de la matriz y utilizar métodos de análisis seguros. Los mejores resultados se obtienen creando imágenes de las unidades y trabajando con copias de los datos.
Así, Ubuntu puede ser una plataforma eficaz para recuperar matrices RAID de Windows, especialmente en casos donde las herramientas del sistema operativo nativo ya no permiten el acceso a los datos.
