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<strong>RAID</strong>-Level<br />
<strong>RAID</strong>-Systeme<br />
haben können. Maßgeblich dafür ist die<br />
Bitfehlerrate der Festplatte. Hier darf man<br />
sich durch große Zahlen nicht blenden<br />
lassen. Selbst bei einer Bitfehlerwahrscheinlichkeit<br />
von nur 1:10 14 bleibt ein<br />
Risiko von r<strong>und</strong> 30 Prozent für einen<br />
schadhaften Sektor, wenn die Gesamtkapazität<br />
des <strong>RAID</strong>-Verb<strong>und</strong>es 5 TByte<br />
beträgt. Überhaupt beißt sich die Katze<br />
besonders bei den heute üblichen hohen<br />
Kapazitäten in den Schwanz: Je größer<br />
das <strong>RAID</strong>, je höher die Fehlerwahrscheinlichkeit,<br />
je länger aber auch die Rebuild-<br />
Dauer <strong>und</strong> da<strong>mit</strong> wiederum das Risiko<br />
für einen verhängnisvollen doppelten<br />
Fehler. Das führt zu der Schlussfolgerung:<br />
Sehr große <strong>RAID</strong>-Sets lassen sich<br />
<strong>mit</strong> den klassischen Verfahren nicht mehr<br />
zuverlässig sichern.<br />
Auswege<br />
Einen ersten Ausweg bieten unter Umständen<br />
die kombinierten <strong>RAID</strong>-Level,<br />
bei denen generell <strong>RAID</strong>-Sets aus Elementen<br />
gebildet werden, die ihrerseits<br />
bereits <strong>RAID</strong>-Sets sind. Spiegelt man dabei<br />
etwa paritätsgesicherte <strong>RAID</strong>-Sets wie<br />
bei <strong>RAID</strong> 50 (gespiegelte <strong>RAID</strong> 5-Sets),<br />
dann ist die Ausfallsicherheit etwas höher,<br />
weil jetzt in jeder Spiegelhälfte eine<br />
Platte ausfallen kann, ohne dass es zu<br />
Datenverlusten kommt. Das gesamte<br />
Konstrukt verträgt also unter günstigen<br />
Bedingungen zwei Plattenausfälle. Der<br />
Preis dafür ist allerdings eine nochmals<br />
geringere Kapazitätsausbeute: Da bei<br />
<strong>RAID</strong> 5 immer die Kapazität einer Platte<br />
für die Paritätsdaten verloren geht, verdoppelt<br />
sich der Verlust bei zwei <strong>RAID</strong><br />
5-Sets (eines in jeder Spiegelhälfte).<br />
Günstiger <strong>und</strong> zugleich <strong>sicherer</strong> sind eine<br />
Reihe später entwickelter <strong>RAID</strong>-Level <strong>mit</strong><br />
doppelter Parität. Diesen Verfahren – zum<br />
Beispiel <strong>RAID</strong> DP oder <strong>RAID</strong> 5 DP – ist<br />
gemeinsam, dass sie eine Prüfsumme wie<br />
gehabt durch bitweise XOR-Verknüpfung<br />
pro Stripe errechnen <strong>und</strong> dann zusätzlich<br />
eine zweite, davon unabhängige Prüfsumme<br />
bilden, ebenfalls durch XOR-Verknüpfung,<br />
nun aber von diagonal angeordneten<br />
Sektoren (Abbildung 3). <strong>RAID</strong><br />
DP speichert die Paritätsdaten dabei wie<br />
<strong>RAID</strong> 4 auf zwei extra Paritätsplatten.<br />
Ein zumindest theoretischer Vorteil der<br />
Paritätsplatte ist in diesem Fall, dass sich<br />
ein <strong>RAID</strong> 4 durch Hinzufügen einer Platte<br />
<strong>und</strong> Neuberechnen der diagonalen Parität<br />
zu <strong>RAID</strong> DP aufbohren ließe. Wie auch<br />
immer man dahin gelangt: Jedenfalls<br />
dürfen dann zwei Platten pro <strong>RAID</strong>-Set<br />
ausfallen, bevor es zum unwiderruflichen<br />
Datenverlust kommt.<br />
Die <strong>RAID</strong>-Level <strong>mit</strong> doppelter Parität<br />
funktionieren jedoch nur bei einer bestimmten<br />
Anzahl von Platten. Bei <strong>RAID</strong><br />
DP muss beispielsweise die Anzahl aller<br />
Datenplatten plus der horizontalen Paritätsplatte<br />
eine Primzahl sein. Ist das von<br />
sich aus nicht der Fall, werden die Platten<br />
um leere, virtuelle Platten ergänzt, um<br />
diese Bedingung zu erfüllen.<br />
Noch ausfall<strong>sicherer</strong><br />
Mehr als zwei Plattenausfälle sind <strong>mit</strong><br />
den XOR-basierten Verfahren nicht kompensierbar.<br />
Mit fehlerkorrigierenden Kodierungsverfahren,<br />
wie man eines schon<br />
einmal bei <strong>RAID</strong> 2 verwendet hatte, wäre<br />
es aber prinzipiell möglich, eine noch<br />
höhere Fehlertoleranz zu erreichen <strong>und</strong><br />
daran wird auch gearbeitet.<br />
Allerdings sind<br />
die zugr<strong>und</strong>e liegenden<br />
mathematischen Algorithmen<br />
nicht mehr<br />
trivial <strong>und</strong> rechenintensiv.<br />
Ein Kandidat für ein<br />
solches Blockkodierverfahren<br />
ist der Reed-Solomon-Code<br />
(RS-Code),<br />
der beispielsweise auch<br />
bei der Übertragung<br />
von Fernsehsignalen<br />
nach der DVB-Norm<br />
zum Einsatz kommt<br />
<strong>und</strong> dort die Bitfehlerrate<br />
des empfangenen<br />
Signals um mehr als<br />
sechs Zehnerpotenzen<br />
verbessern kann. Einen<br />
solchen RS-Code<br />
verwendet auch <strong>RAID</strong><br />
6 – zumindest in manchen<br />
Implementierungen<br />
– das eine XOR-<br />
Prüfsumme <strong>mit</strong> einer<br />
zweiten Prüfsumme<br />
nach dem RS-Verfahren<br />
ergänzt.<br />
Die Performance-Einbußen<br />
sind bei <strong>RAID</strong><br />
6 etwas größer als bei <strong>RAID</strong> 5 außerdem<br />
wird eine Festplatte mehr benötigt<br />
(mindestens vier). Dafür kann auch hier<br />
der Ausfall von zwei Festplatten toleriert<br />
werden.<br />
Fazit<br />
Abgesehen vom reinen Striping erhöhen<br />
alle Raidlevel die Ausfallsicherheit. Mindestens<br />
ein einzelner Festplattenausfall<br />
ist da<strong>mit</strong> immer sicher zu überleben. Den<br />
Preis dafür bezahlt man in Form von<br />
Kapazitäts- <strong>und</strong> Performance-Einbußen.<br />
Weil bei sehr großen Raidsets die Gefahr<br />
von Datenverlusten duch Doppelfehler<br />
wächst, wurden auch Verfahren entwickelt,<br />
die zwei Plattenausfälle in einer<br />
Einheit kompensieren können. (jcb) n<br />
Infos<br />
[1] „A case for red<strong>und</strong>ant arrays of inexpensive<br />
disks“: [http:// http:// www.<br />
coursehero. com/ file/ 1494431/ CSD‐87‐391]<br />
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