Redundant Array of Inexpensive Disks

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3 Es war einmal im Jahre Prozessoren, Speicher besser und günstiger Festplatten: - Speicherplatz bleibt teuer - Zugriff bleibt langsam Moore s Law Amdahl s Law S = 1 (1 f )+(f /k)

4 Festplatten Overview Verbesserungen moderat Verzögerungen durch Seek, Rotation Single-large-expensive-disks Preis/MB teuer Zugriff moderat schneller

5 Array of inexpensive disks meherere Platten + mehr Kapazität + schneller noch geringere Datensicherheit

6 Redundant array of inexpensive disks Patterson, Gibson, Katz: 1988 Berkeley mehrere Platten + Redundanz RAID Ausfallsicherheit + Durchsatzsteigerung + Kapazitätssteigerung + Kostenreduktion erkennt keine Bitfehler

7 en Software-RAID + einfach und günstig (Linux, Windows) hohe CPU, Bus Belastung, kein eigener Cache meist nur 2-4 Anschlüsse Hardware-RAID eigener RAID-Controller für Ansteuerung + entlastung CPU + mehr Anschlüsse

8 Übersicht Overview Level 0 Level 1 (Patterson) Level 2 (Patterson) Level 3 (Patterson) Level 4 (Patterson) Level 5 (Patterson) Level 6 Level 5E Level 01

9 RAID-level 0: Stripping Controller Rechner A B C D

10 RAID-level 1: Mirroring Controller Rechner A A E E Mirroring B C B C F G F G D D H H

11 RAID-level 2: Hamming Code ECC A0 A1 A2 A3 ECC Ax ECC Ay ECC Az

12 RAID-level 3: Stripping + Paritätsinformation auf eigener Platte Parity berechnung A0 A1 A2 A3 Parity A0-A3 Stripe 0 Stripe 1 Stripe 2 Stripe 3 Parity Stripes

13 RAID-level 4: Paritätsinformation auf eigener Platte Parity berechnung A0 A1 A2 A3 Parity A0-A3 Block 0 Block 1 Block 2 Block 3 Parity Block

14 RAID-level 5: Paritätsinformation auf die Platten verteilt Controller Rechner A0 B0 C0 0 Parity A1 B1 1 Parity D1 A2 2 Parity C2 D2 3 Parity B3 C3 D3 Block A Block B Block C Block D

15 RAID-level 6: Paritätsinformation auf die Platten verteilt Controller Rechner A0 B0 0 ParityB 0 Parity A1 1 ParityB 1 Parity D1 2 ParityB 2 Parity C2 D2 3 Parity B3 C3 3 ParityB Block A Block B Block C Block D

16 RAID-level 5E: Aufgeteiltes Hot-Spare Laufwerk Controller Rechner A0 B0 0 Parity A1 1 Parity C1 2 Parity B2 C2 HS HS HS

17 Drive Clone und S.M.A.R.T Manche Kontroller bieten die Möglichkeit auftretende Laufwerksfehler frühzeitig zu erkennen (auch für allgemeine HD s). S.M.A.R.T (Self-Monitroing, Analysis and Reporting Technology) Werden nun vermehrt Fehler (mittels SMART) erkannt, kopiert der Kontroller die bedrohte Platte auf ein Hot-Spare-Laufwerk. Bei einem Ausfall der bedrohten Platte wird die Wiederherstellungszeit (kritische Zeit) auf ein Minimum reduziert.

18 RAID-level 01: Upperlevel RAID 1 over Lowerlevel RAID 0 Controller RAID 0 RAID 0 Rechner A0 A1 A0 A1

19 Overview Ausfallsicherheit nicht 100% - andere Komponenten Blitzschlag(Überspannung), Überschwemmung, Brand Faktor Mensch (unbeabsichtigtes Löschen) Einbruch, Vandalismus kein Ersatz für Backup! Ausfall - durch min. gleich große Platte ersetzen

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

21 Overview David A Patterson, Garth Gibson, and Randy H Katz: A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks Andrew Tanenbaum: Moderne Betriebssysteme

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