Um das beliebte Prüfungsthema RAID geht es in der einhundertneunundsiebzigsten Episode des IT-Berufe-Podcasts.
Inhalt
RAID: Redundant Array of Independent Disks (bzw. früher „inexpensive“ statt „independent)Idee: Mehrere Festplatten zu einem Verbund („array“) zusammenschließenZiel: Ausfallsicherheit und höhere Verfügbarkeit (durch Einführung von Redundanz)Bei Ausfall einer Festplatte kann sie getauscht und das RAID-Array wiederhergestellt werden („Rebuild“), in dieser Phase ist das RAID durch die hohe Belastung aber anfälliger für einen weiteren Festplattenausfall.RAID ersetzt nicht die Datensicherung.Lösung: Hardware- oder Software-RAIDHardware mit speziellen RAID-ControllernSoftware meist schon ins Betriebssystem eingebaut (z.B. in Linux)Alternative: JBOD (just a bunch of disks)Es gibt verschiedene RAID-LevelKriterien: Mindestanzahl Festplatten, Ausfallwahrscheinlichkeit, maximal verkraftbare ausgefallene Festplatten, Lese-/Schreibgeschwindigkeit, NettokapazitätRAID 0: Striping
keine Redundanz, Merksatz: „0 Redundanz“, „0 Sicherheit“mindestens 2 Festplatten nötigteilt Festplatten in gleich große Blöcke auf und verteilt die Daten darauf (stripes)Kapazität kann komplett genutzt werdendadurch kann schneller gelesen werden, da von mehreren Festplatten parallel gelesen wirdauch das Schreiben geht schneller, da Daten parallel auf mehrere Festplatten geschrieben werden (aufgeteilt)fällt eine Festplatte aus, ist der gesamte Verbund defektAusfallwahrscheinlichkeit steigt, da Einzelwahrscheinlichkeiten multipliziert werden (z.B. bei 1% Ausfallwahrscheinlichkeit 2,97% gesamt)Einsatz: Streaming (viel Lesen, wenig Schreiben, Datenverlust verkraftbar bzw. anderweitig abgesichert), mehrere kleine zu einem großen Datenträger zusammenbauenNachteil: hohe AusfallwahrscheinlichkeitRAID 1: Mirroring
komplette Redundanz, Merksatz: „1-zu-1-Kopie“mindestens 2 Festplatten nötigDaten werden auf allen Festplatten identisch abgelegtKapazität wird halbiert oder gedrittelt usw.Lesegeschwindigkeit kann erhöht werden, indem Daten parallel von mehreren Festplatten gelesen werdenSchreiben dauert länger, weil Daten auf mehrere Platten geschrieben werden müssen (Redundanz)Verbund fällt erst aus, wenn alle Festplatten ausfallenAusfallwahrscheinlichkeit sinkt deutlich, z.B. bei 1% je Platte auf 0,0001%auch Mirroring ist keine Datensicherung, Viren werden sofort auf alle Platten geschriebenEinsatz: HochverfügbarkeitssystemeNachteil: geringe NettokapazitätRAID 5: Paritäten
Teilredundanz durch Ablage von Paritätsinformationenmindestens 3 Festplatten nötigzusätzlich zu den auf mehrere Festplatten verteilten Daten werden auf allen Festplatten Paritätsinformationen (z.B. XOR) je Datenblock abgelegtKapazität wird reduziert (z.B. 2/3 bei drei Festplatten)Lesegeschwindigkeit kann erhöht werden, indem Daten parallel von mehreren Festplatten gelesen werdenSchreiben dauert durch Berechnung der Parität längerVerbund fällt erst aus, wenn zwei Festplatten defekt sindAusfallwahrscheinlichkeit sinkt, z.B. bei 1% je Platte auf 0,0298%Nachteil: bei häufigen Schreibzugriffen durch Berechnung der Parität langsamerIrrelevante RAID-Level
RAID 2: Striping mit Fehlerkorrektur, nur bei Großrechnern eingesetztRAID 3/4: wie RAID 5 nur mit dedizierter Paritätsfestplatte (die dadurch stark belastet und zum Flaschenhals wird), bei RAID 3 wird auf Byte-Ebene und bei RAID 4 auf Block-Ebene gestriptRAID 6: wie 5 nur mit doppelter ParitätKombinationen von RAID-Levels
best of both worlds aus anderen RAID-Levelnimmer von links nach rechts lesen und im Diagramm von unten nach oben: 01 -> zuerst werden zwei RAID 0 erstellt und dann zu einem RAID 1 zusammengebautein Leg ist das RAID-Array „unten“ im Bild, aus dem das übergeordnete zusammengesetzt wirdes werden mind. 4 Festplatten benötigtKapazität wird halbiertVerbund verträgt zwei Festplattenausfälle, aber es ist wichtig, welche Platten ausfallenRAID 01
zwei Festplatten im gleichen Leg dürfen ausfallenes kann nicht erkannt werden, welche Festplatte im RAID 0 ausgefallen ist, da dann das gesamte Array defekt istbei Ausfall einer Festplatte muss das gesamte Stripeset des Legs neu aufgebaut werdenRAID 10
zwei Festplatten in unterschiedlichen Legs dürfen ausfallenbei Ausfall weniger Aufwand für Rebuild, weil nur im Leg gemirrort werden mussAchtung: auch der RAID-Controller kann ausfallenLinks
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