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RAID Geschichte •International Conference on Management of Data (1988, Chicago, Illinois, USA) •Ursprünglicher Name aus Marketinggründen abgelegt •Organisation mehrerer physischer Datenträger (keine Partitionen) zu einem logischen Laufwerk (Partition) •1988 Ursprünglich Erfunden (deshalb inexpensive) um Festplatten logisch zusammenzuschließen und dadurch den Kauf einer überproportional teuren einzelnen Festplatte mit mehr Kapazität zu vermeiden •höhere Geschwindigkeit •Kostengünstiger •Zuverlässiger •Erweiterbar •bei modernen Systemen im laufenden Betrieb Auswechselbar •Absicherung beim Ausfall einzelner Datenträger, da Daten mehrfach vorhanden (Redundanz, Vorkommen doppelter Daten) Merkmale •Erhöhung der Ausfallsicherheit •Aufbau großer logischer Laufwerke •Austausch defekter Festplatten und Erhöhung der Speicherkapazität während Systembetriebs Wie ? Raid-Konzepte Mirroring: •Kopieren von Daten - Doppelt vorhanden | Spiegelbilder Striping: •Gleichmäßiges Verteilen von Daten auf mehrere Festplatten Error Correction: •Paritätsbit wird für Datenblöcke Angelegt •Fehlererkennung, keine
Korrektur Raid-Techniken •Steuerung der Festplatten über pure Software-Lösung (Betriebssystem + Programm) •Alle Rechenaufgaben werden vom Rechner übernommen (Performanceeinbußen) •Arbeitsspeicher des Rechners / Servers wird verwendet •PCI-Systembusse werden stärker belastet •Keine Zusätzliche Hardware außer Festplatten benötigt (JBODs, Just a Bunch Of Disks)
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! •Steuerung der Festplatten über RAID-Controller in PC oder im Festplattengehäuse (wenn da) •Keine (zusätzlichen) Performanceeinbußen •Controller für Heimanwender meist auf Mainboard (kein Echtes RAID da Rechenarbeit von Hauptprozessor übernommen), sonst dedizierte Karte kein eigentliches RAID, 1988): •nicht redundant •Schnelle Datenübertragungen •keine Datensicherheit •günstig, da kaum Anforderungen an Controller Raid 0 •Streng genommen kein wirkliches RAID, da es keine Redundanz gibt •gesteigerte Transferraten, indem die beteiligten Festplatten in zusammenhängende Blöcke gleicher Größe aufgeteilt werden, wobei diese Blöcke quasi im Reißverschlussverfahren zu einer großen Festplatte angeordnet werden •Somit können Zugriffe auf allen Platten parallel durchgeführt werden •Die Größe der Datenblöcke wird als Striping-Granularität (auch chunk size oder interlace size) bezeichnet. Meistens wird bei RAID 0 eine chunk size von 64 kB gewählt. Raid 1 •speichert auf allen Festplatten die gleichen Daten (Spiegelung) und bietet somit volle Redundanz. Die Kapazität des Arrays ( Anordnung) ist hierbei höchstens so groß wie die kleinste beteiligte Festplatte, da die Daten einer Fastplatte auch auf der anderen vorhanden sein müssen
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! •RAID 1 bietet eine hohe Ausfallsicherheit, denn zum Totalverlust der Daten führt erst der Ausfall aller Platten •Eine Spiegelplatte ist kein Ersatz für eine Datensicherung, da sich auch versehentliche oder fehlerhafte Schreiboperationen (Viren, Stromausfall, Benutzerfehler) augenblicklich auf die Spiegelplatte übertragen Raid 2 •RAID 2 spielt in der Praxis keine Rolle mehr •Wenn überhaupt nur bei Großrechnern verwendet (da normalerweise 10 Platten) •Die Daten werden hierbei in Bitfolgen fester Größe zerlegt und mittels eines Hamming-Code (Fehlerkorrigierung) auf größere Bitfolgen abgebildet, Teilt Daten nicht in Blöcke sondern auf BIT-Ebene •hoher Datendurchsatz, Verteilt nach Striping-Prinzip •Der kleinste RAID-2-Verbund benötigt drei Festplatten und entspricht einem RAID 1 mit zweifacher Spiegelung. Im realen Einsatz sah man daher zumeist nicht weniger als zehn Festplatten in einem RAID-2-Verbund. •Generiert einen Fehlerkorrekturcode, der auf eine zusätzliche Festplatte geschrieben wird •Ist ein einziges Bit fehlerhaft kann es an Hand der Fehlerkorrekturcodes sofort korrigiert werden - Error Checking & Correction (ECC), gleicht einzelne Bitfehler aus
Raid 3
•Primär Datensicherung
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! •Für die Paritäts-Platte (zur Datensicherung) werden die Bits der Datenplatten zusammengezählt und die errechnete Summe wird darauf untersucht, ob sie eine gerade oder eine ungerade Summe darstellt; eine gerade Summe wird auf der Paritäts-Platte mit dem Bit-Wert 0 gekennzeichnet; eine ungerade Summe wird mit dem Bit-Wert 1 gekennzeichnet •Die Datenplatten enthalten also normale Nutz-Daten, während die Paritäts-Platte nur die Summen-Informationen enthält.Der Gewinn durch ein RAID 3 ist folgender: Man kann beliebig viele Datenplatten verwenden und braucht für die Daten-Sicherung trotzdem nur eine einzige Platte, nämlich die Paritäts-Platte. Die eben dargestellten Berechnungen ließen sich auch mit 4 oder 5 oder noch mehr Daten-Platten (und nur einer einzigen Paritäts-Platte) durchführen. •RAID 3 ist inzwischen vom Markt verschwunden und wurde weitgehend durch RAID 5 ersetzt •RAID 3 mit 2 Festplatten = RAID 1 (Daten doppelt vorhanden) Raid 4 •Es werden ebenfalls Paritätsinformationen berechnet, die auf eine dedizierte Festplatte geschrieben werden. Allerdings sind die Einheiten, die geschrieben werden, größere Datenblöcke (englisch chunks) und nicht einzelne Bytes, was die Gemeinsamkeit zu RAID 5 ausmacht. •Hohe Ausfallraten •Wegen der fest definierten Paritätsplatte bei RAID 4 wird stattdessen fast immer RAID 5 bevorzugt.
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Dadurch werden die Nachteile von RAID 4 vermindert, und die Vorteile bleiben erhalten. Raid 5 •RAID 5 bietet sowohl gesteigerten Datendurchsatz beim Lesen von Daten als auch Redundanz und ist dadurch die beliebteste RAID-Variante •RAID 5 ist eine der kostengünstigsten Möglichkeiten, Daten auf mehreren Festplatten redundant zu speichern und dabei das Speichervolumen effizient zu nutzen •Allerdings hoher Controlleranforderungen und -preise (lohn sich meist erst ab vier Platten) •Die nutzbare Gesamtkapazität errechnet sich aus der Formel: (Anzahl der Festplatten - 1) × (Kapazität der kleinsten Festplatte). Rechenbeispiel mit vier Festplatten à 500 GB: (4 - 1) × (500 GB) = 1500 GB Nutzdaten und 500 GB Parität. •Berechnung der Parität: Bildung einer logischen Gruppe durch jeweils an gleicher Adresse anliegende Datenblöcke der Festplatten •Von allen Datenblöcken einer Gruppe enthält ein Datenblock die Paritätsdaten, während die anderen Datenblöcke Nutzdaten enthalten •Da die Paritätsinformationen beim Lesen nicht benötigt werden, stehen alle Platten zum parallelen Zugriff zur Verfügung, was dem Vorgang (theoretisch) beschleunigt - dieser Vorteil greift allerdings nicht bei kleinen Dateien, erst bei größeren Dateien tritt eine nennenswerte Beschleunigung ein. | ||||||||||||
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