Come recuperare un hard drive SAS danneggiato

Introduzione agli Hard Drive SAS

Gli hard drive SAS vengono installati quasi esclusivamente su Server, spesso in configurazione RAID e rappresentano l'evoluzione in termini di performance dei vecchi Hard Disk SCSI.

I produttori di Drive SAS sono pochissimi, e i modelli più diffusi sono prodotti da Seagate.
Benchè molti produttori di server come HP, DELL, IBM marchino i loro drive con il proprio Brand ( anche con informazioni personalizzate nel firmware ) è possibile che il drive sia prodotto proprio da Seagate.

Un esempio classico sono le unità da 2.5 pollici SAS HP, un disco con tecnologia Seagate al 100%.

Caratteristiche Funzionali e peculiarità dei drive SAS

Esattamente come i dischi SCSi i SAS sono progettati per un utilizzo intensivo con numerose richieste concorrenziali.
Per le prestazioni è fondamentale che le latenze di seek time siano ridotte al minimo e per questo i drive SAS sono costruiti tipicamente con piatti più piccoli in termini di diametro, con molte più testine di lettura e con motori in grado di raggiungere i 15k giri al minuto.

Il Firmware dei drive SAS risulta ipersemplificato rispetto i SATA e l'infrastruttura complessiva è davvero efficace e robusta.
Il problema di dischi che raggiungono tali velocità è l'impatto sulle temperature. Un disco sas in esercizio supera senza problemi i 70 gradi.

Difetti e danneggiamenti dei dischi SAS

I difetti più comuni dei drive sas sono legati alla corruzione magnetica (settori danneggiati) e a problemi al motore.
Essendo la temperatura di esercizio elevatissima, è possibile che dopo uno spegnimento per manutenzione del server o per una interruzione di corrente, un drive che è stato in esercizio per anni non sia più in grado di avviarsi dopo lo spegnimento.

Spindle Seizure ( Grippaggio del Motore )

Le temperature elevate, possono provocare una dilatazione seppur minima dei componenti coinvolti nella rotazione del motore.
Con lo spegnimento del server è possibile che il motore si blocchi a causa della deformazione interna dei cuscinetti interni.
In questi casi, eseguire un trapianto dei piatti su uno spindle funzionante è praticamente impossibile, in quanto la calibrazione e l'equilibratura del motore eseguita in fase di fabbricazione non puo' essere riprodotta.

Glist Error ( Translator Violation )

Un difetto comune dei Seagate SAS e SCSI è la saturazione della G-LIST ( Grown List ), una lista promozionale dei difetti localizzati in fase di esercizio che puo' andare in crisi. L'effetto sul drive danneggiato è che il disco possa essere riconosciuto correttamente con una capacità pari a 0 settori.

Corruzione dei settori logici ( bad sectors )

Il caso di danneggiamento più diffuso, analogamente a qualsiasi altra device per memorizzazione dati è la corruzione delle aree magnetiche e la conseguente illeggibilità di alcuni settori del drive.
Questo tipo di problemi possono provocare in un sistema raid il blocco della operatività in quanto in seguito ad una mancata lettura o scrittura il controller segnalerebbe l'unità in fault.
La corruzione dei settori logici puo' essere sempre risolta con una lettura off-line del drive appartenente all'array utilizzando software specializzati per la creazione di cloni ed immagini come challenger Rocket o ddrescue.

Diagnosi iniziale del Drive SAS

Il primo passaggio è il collegamento del drive ad un Host SAS utilizzando un controller PCI Express che consenta una interazione diretta.
Non tutti i controller SAS sono adatti per recuperare e leggere un disco in modo indipendente, è quindi necessario usare una scheda SAS che  utilizzi le modalità raid in modo opzionale.

Un controller Ideale per il recupero dei SAS: LSI SAS3041E

Questa scheda PCIe molto economica e diffusa è eccezionale per il recovery dei drive SAS.
E' sufficiente colegare il disco da recuperare alla card e il ChallengerOS sarà in grado di rilevare disco e host in modo trasparente senza interazione con il bios della scheda stessa.
Il collegamento del drive puo' essere anche eseguito a caldo con il sistema operativo attivo e rocket aperto.

Il cavo SAS è diverso dal SATA !

Facciamo attenzione che il collegamento dei dischi SAS è leggermente diverso da quello SATA.
Sebbene il connettore SATA e SAS del segnale siano identici, per la connessione al disco è necessario utilizzare un cavo speciale.

Collegamento del disco SAS a ChallengerOS

Una volta eseguito il challengerOS, lanciate Rocket e fate click sul pulsante system monitor sul menu principale.
Utilizzando il buffer di lettura dei messaggi kernel sarete in grado di visualizzare i messaggi di debug durante la connessione del disco SAS.

Ora collegate il disco SAS alla controller e attendete il riconoscimento automatico del disco.
Per aggiornare l'elenco delle periferiche disponibili fate click su refresh o premete il tasto F5.

Lettura dei dischi SAS in challengerOS

La lettura dei drive SAS in challengerOS è identica nella logica a qualsiasi altra periferica in modalità posix.
Tuttavia per una lettura migliore e per inviare comandi di tipo SCSI diretti, ( opzione necessaria quando il drive è danneggiato ) è necessario utilizzare un protocollo di lettura specifico denominato SAT.

Lo speciale protocollo SAT, consente la lettura diretta di blocchi senza passare per il VFS, incrementando prestazioni e consentendo una gestione degli errori ottimale.

Block Size fuori standard

I dischi SAS come gli SCSI, consentono una formattazione con block size speciale di 520 byte per sectors.
Tale layout puo' essere utilizzato dal controller o dal gestore per inserire informazioni come CRC o vettori speciali per una gestione interna.
Il Layout a 520 bytes per sectors è comune negli storage professionali o nelle SAN.
Per poter acquisire un drive formattato in modalità 520 è necessario che il software venga impostato per acquisire un flusso maggiore e che il buffer risultante venga automaticamente riconvertito a 512 per un utilizzo naturale.

In Challenger Rocket sono state implementate delle funzioni speciali per il riconoscimento di dischi PURE SAS e per il crop automatico di block size fuori standard.

Tale configurazione puo' essere usata per il recupero di dischi SAS contenuti in un array o anche per la lettura di dischi installati su AS400 o System X IBM.

Il recupero di un disco SAS Danneggiato: creazione dell'immagine disco

Una volta che il drive è stato collegato al ChallengerOS e riconosciuto correttamente è SEMPRE necessario acquisire quanta più superficie logica possibile creando una immagine disco.
Durante la creazione dell'immagine del disco SAS è utile impostare una lettura conservativa al fine di acquisire tanti più settori possibili dal disco danneggiato.

Nelle impostazioni di gestione degli errori, utilizzamo sempre un jump alto per consentire al software di escludere aree danneggiate e di eseguire il flag di mappa a skipped.

L'algoritmo di gestione delle zone di tipo "butterfly" dopo il jump in seguito ad un errore eseguirà la ricerca delle zone ottimali in reverse mode, restringendo l'area esclusa dalla lettura.

Fine Tuning: pulizia delle zone escluse e retry dei settori singoli

Al termine della lettura completa e della creazione dell'immagine, è necessario eseguire le operazioni di "Clear Map" al fine di poter tentare il recovery delle zone escluse dalla lettura in quanto adiacenti a blocchi danneggiati.
Nel Cruscotto LBA MAP, selezionate la funzione "Clear Errors" e "Clear Skipped".

Selezionate l'opzione "Retry Single Sectors" e fate ripartire il task di lettura.
Ora tutte le zone danneggiate verranno riprovate con una lettura chirurgica al fine di ridurre al minimo la quantità di blocchi danneggiati.

Conclusioni sul recovery di drive SAS

Gli hard disk SAS sono praticamente esenti da difetti e sono progettati per lavorare anni senza sosta. E' possibile che durante l'esercizio accumulino errori e settori danneggiati. In questi casi se il disco SAS viene ancora riconosciuto dal ChallengerOS utilizzando una scheda PCIe indipendente, è possibile creare una immagine e riparare le zone danneggiate escludendo i singoli blocchi che non possono essere acquisiti.
Al termine delle sezioni di imaging e fine tuning i dati potranno essere estratti direttamente dalla immagine recuperata o assemblati insieme agli altri elementi nei casi in cui il disco appartenga ad un raid array