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Labor für Betriebsdatenverarbeitung und Produktionsinformatik Prof. Dr.-Ing. A. Pätzold SS 2007, G. Scherfeld Übersicht RAID-Verfahren Titel.

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Präsentation zum Thema: "Labor für Betriebsdatenverarbeitung und Produktionsinformatik Prof. Dr.-Ing. A. Pätzold SS 2007, G. Scherfeld Übersicht RAID-Verfahren Titel."—  Präsentation transkript:

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2 Labor für Betriebsdatenverarbeitung und Produktionsinformatik Prof. Dr.-Ing. A. Pätzold SS 2007, G. Scherfeld Übersicht RAID-Verfahren Titel

3 RAID = Redundant Array of Independent Disks - Ziel: Erhöhung der Verfügbarkeit - Es können keine Daten wiederhergestellt werden, die gelöscht oder durch Viren verfälscht wurden, oder durch Diebstahl oder Feuer zerstört wurden - Es ist nicht die Frage ob eine Platte ausfällt, sondern wann! Stichworte - Serverausfälle: 70% durch Plattenausfall, 20% Netzteilprobleme

4 RAID 0 (Data Striping) RAID 0 - Abwechselnde Speicherung der Blöcke auf den beiden Platten - Keinerlei Redundanz => Bei Ausfall einer Festplatte sind alle Daten verloren - Aufteilung der Nutzdaten in Blöcke - Paralleler Zugriff auf beide Platten => Erhöhung der Schreib- / Lesegeschwindigkeit Block ABlock B Block CBlock D Block EBlock F

5 RAID 1 (Drive Mirroring / Drive Duplexing) RAID 1 Block A Block B Block C - Identische Daten werden auf zwei Festplatten gespeichert - Bei Ausfall einer Festplatte arbeitet das Betriebssystem ohne Unterbrechung mit der verbleibenden Platte weiter - Mirroring = 1 Controller / Duplexing = 2 Controller - Paralleler Zugriff auf beide Platten => Geringfügige Erhöhung der Lesegeschwindigkeit Block A Block B Block C zu einem RAID 1 Verband

6 Man unterscheidet even Parity -> gerade Parität und odd Parity -> ungerade Parität. In beiden Fällen wird die Anzahl der Einsen innerhalb der zugeordneten Bitfolge ermittelt: Ist even Parity vereinbart, so wird das Paritätsbit gesetzt, falls eine ungerade Anzahl Datenbits im Zeichen gesetzt ist. Ist odd Parity vereinbart wird das Bit gesetzt, falls eine gerade Anzahl Datenbits innerhalb des Zeichens gesetzt ist. Mit "gerade" oder "ungerade" sind also alle Datenbits inklusive des Parity Bits gemeint. Im folgenden Beispiel soll eine von der Platte gelesene Bitfolge geprüft werden. Das ebenfalls übertragene Prüfbit wurde als even Parity Prüfbit gesetzt: Gerade und ungerade Parität Erläuterung Parität BitfolgeParity Bit Fehler! Hier war entweder auf der Platte ein Bit umgekippt oder bei der Übertragung ist ein Fehler aufgetreten.

7 RAID 4 (Block Striping mit Parity Laufwerk) RAID 4 / Nr. 1 - Rekonstruktion der Daten einer zerstörten Festplatte mit der Parity Information - Aufteilung der Daten in Blöcke und Speicherung der Blöcke auf den Datenfestplatten - Berechnung von Parity Blöcken pro Block Stripe und Speicherung auf dem Parity Laufwerk Block B Block F Block J Parity 1 Parity 2 Parity 3 Block C Block G Block K Block D Block H Block L 1011=0? Block A Block E Block I 1110=0? 1001=1? ??????? ??????? ???????

8 RAID 4 (Block Striping mit Parity Laufwerk) RAID 4 / Nr. 2 - Rekonstruktion der Daten einer zerstörten Festplatte mit der Parity Information - Aufteilung der Daten in Blöcke und Speicherung der Blöcke auf den Datenfestplatten - Berechnung von Parity Blöcken pro Block Stripe und Speicherung auf dem Parity Laufwerk Block B Block F Block J Parity 1 Parity 2 Parity 3 Block C Block G Block K Block D Block H Block L 101=0 Block A Block E Block I 1110=0? 1001=1? ??????? 1

9 RAID 4 (Block Striping mit Parity Laufwerk) RAID 4 / Nr. 3 - Rekonstruktion der Daten einer zerstörten Festplatte mit der Parity Information - Aufteilung der Daten in Blöcke und Speicherung der Blöcke auf den Datenfestplatten - Berechnung von Parity Blöcken pro Block Stripe und Speicherung auf dem Parity Laufwerk Block B Block F Block J Parity 1 Parity 2 Parity 3 Block C Block G Block K Block D Block H Block L 101=0 Block A Block E Block I 110=0 1001=1? ??????? 1 1

10 RAID 4 (Block Striping mit Parity Laufwerk) RAID 4 / Nr. 4 - Rekonstruktion der Daten einer zerstörten Festplatte mit der Parity Information - Aufteilung der Daten in Blöcke und Speicherung der Blöcke auf den Datenfestplatten - Berechnung von Parity Blöcken pro Block Stripe und Speicherung auf dem Parity Laufwerk Block B Block F Block J Parity 1 Parity 2 Parity 3 Block C Block G Block K Block D Block H Block L 101=0 Block A Block E Block I 110=0 1001= Gute Performance bei großen sequentiellen Schreib- / Lesezugriffen (große zusammen- hängende Dateien) - Schlechte Performance bei vielen verteilten Schreib- / Lesezugriffen, da für jeden kleinen Schreibzugriff die Parity Information eines ganzen Block Stripes neu berechnet und auf das Parity Laufwerk geschrieben werden muss.

11 RAID 5 (Block Striping mit verteilter Parity) RAID 5 - Im Vergleich zu RAID 4 bessere Performance bei vielen verteilten Schreibzugriffen, da es kein dediziertes Parity Laufwerk gibt (Flaschenhals). Lesegeschwindigkeit mit RAID 4 vergleichbar - Rekonstruktion der Daten analog zu RAID 4 - Blockweise Speicherung der Daten wie bei RAID 4 - Parity Blöcke werden im Gegensatz zu RAID 4 über alle Festplatten des Arrays verteilt - RAID 5 ist der meist verwendete RAID-Level bei Server Systemen Block B Block F Block J Parity 1 Parity 2 Parity 3 Block C Block G Block K Block D Block H Block L Block A Block E Block I

12 RAID 10 (Mirrored Striping Array) RAID 10 - Zwei RAID 1 Verbände werden zu einem RAID 0 Verband zusammengefasst - Kombination von RAID 1 (hohe Sicherheit) - Schnelle Schreibzugriffe, da keine Parity Informationen berechnet werden müssen Block A Block C Block E Block B Block D Block F und RAID 0 (sequentielle Performance)

13 Zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der Verfügbarkeit - Einsatz von Hot Fix Platten: Eine Reserve Platte (ohne Daten) läuft im Verband mit und übernimmt bei Ausfall einer Platte ohne Eingriff des Administrators deren Funktion - Hot Swap Technik ermöglicht das Auswechseln von Platten während des laufenden Betriebes Abschluß

14 Ende


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