ADMIN Magazin Gestapelt - Schneller und sicherer mit RAID (Vorschau)

RAID-Systeme
RAID-Level
© Nasir Khan, 123RF
Die Grundlagen der RAID-Technologie
Abgesichert
eine um wenigstens eine Größenordnung
bessere Performance und Zuverlässigkeit
bei geringeren Kosten dank des von ihnen
entwickelten neuen Arrays aus billigen,
kleinen Platten, dem RAID (Redundant
Array of Inexpensive Disks).
Wie funktioniert eigentlich ein RAID? Welches Level eignet sich für welchen
Einsatzfall, und was kann man tun, um gerade bei großen RAID-Sets
das Risiko eines Datenverlusts zu minimieren? Dieser Grundlagenartikel
gibt die Antworten. Jens-Christoph Brendel
Wo wären wir heute ohne RAID? Man
kann das erahnen, wenn man auf die Zeit
schaut, als es nur große Einzelplatten
für Mainframes gab (sogenannte SLEDs,
Single Large Expensive Disks): Mitte der
50er bis Ende der 80er-Jahre des letzten
Jahrhunderts. Vielleicht würden wir mit
der heutigen Speicherdichte ein paar Dutzend
Terabyte auf die damals üblichen
großen Scheiben schreiben können, aber
die Probleme, die es schon vor einem
Vierteljahrhundert damit gab, wären
nach wie vor akut.
Denn die großen Riesenplatten
waren zwar recht zuverlässig,
dafür aber extrem
teuer, und ihre I/​O-Leistungen
blieben deutlich hinter den
Fortschritten bei der CPUund
Memory-Performance
zurück. Als es später kleinere
und billigere Laufwerke für
die damals neuen PCs gab,
konnte man die zunächst nur
in schlichten Sammlungen
(JBOD, „just a bunch of disks“) einsetzen
oder einfach hintereinander schalten
(disk spanning). Das schloss aber die
Schere bei der I/​O-Performance nicht und
bescherte stattdessen große Verwaltungsprobleme,
wenn es um das Management
des freien Platzes oder das Auffinden einzelner
Files ging.
Deshalb machten sich 1988 drei Forscher
der University of California (David A.
Patterson, Garth Gibson, und Randy H.
Katz) Gedanken über ein alternatives
Konzept. Ihre Ergebnisse [1] versprachen
Data Disk 1 Data Disk 2 Parity Disk
1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1
0: Bitsumme ungerade
1: Bitsumme gerade
Abbildung 1: Paritätsberechnung bei RAID 3: Die Paritätsplatte vermerkt, ob die
Summe der Datenbits an dieser Position gerade oder ungerade ist.
RAID 0 und 1
Die ursprüngliche Veröffentlichung beschrieb
die RAID-Level 1 bis 5. Heute
kennt man außerdem noch die Level
RAID 0 und 6 und einige weitere. Das
RAID Level 0, das einfache Striping,
kennt aber keine Redundanz und widerspricht
daher eigentlich dem eigenen Namen
RAID (Redundant Array …). Beim
Striping werden die Daten in Abschnitte
aufgeteilt (Stripes), die wechselweise auf
die beteiligten Platten geschrieben werden.
So kann man im besten Fall auf
alle Platten parallel zugreifen. Die Größe
der Abschnitte (Chunk Size) ist konfigurierbar
und steht in Beziehung zur
vorherrschenden Dateigröße. Eine große
Chunk Size bei kleinen Dateien würde
eine geringere Verteilung über
die Platten bewirken, damit
auch weniger von der Parallelität
der Zugriffe profitieren,
dafür unter Umständen aber
die Datensicherheit etwas
erhöhen, weil jede verteilte
Datei rettungslos verloren ist,
sobald eine der beteiligten
Platten ausfällt. Passt sie dagegen
komplett in einen Stripe
auf einer Platte, ist sie sicher,
46 Ausgabe 06-2012 Admin www.admin-magazin.de