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2001/02 Georg N. Strauss HTL Jenbach - Informationstechnologie
Datensicherheit 2001/02 Georg N. Strauss HTL Jenbach - Informationstechnologie
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RAID Controller: Organisation des HD Stapels
Massenspeicher Erstmals 1987: RAID Redundant Arrays of Inexpensive Disk University of Berkeley: Gibson, Katz, Patterson Ersatz für teure Speichersysteme der damaligen Hosts – SLED Single Large Expensive Disks Erhöhte Verfügbarkeit durch Redundanz Zusätzlicher Prüfsummenalgorithmus (Parity) legt redundante Informationen abgespeicherter Daten innerhalb des RAID nieder RAID Controller: Organisation des HD Stapels
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Ursprüngliche Definition: RAID 0-5
Massenspeicher Ursprüngliche Definition: RAID 0-5 RAB: RAID Advisory Board international führende Anbieter von RAID Systemen Übernahm die Levels Ersetzt Inexpensive durch Independend Veröffentlichungen liefern Kriterien um RAID Angebote bewerten zu können: RAID Book Festlegung von Benchmarks: Bonnie, Iobench, Iozone, Iogen Zertifiziert und prüft RAID Systeme
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Massenspeicher MTBF: Mean Time Between Failure Angabe über die Lebensdauer und Fehleranfälligkeit Allerdings: Verbund aus n HDs weist eine n mal kleinere MTBF als die einer einzelnen HD auf -> Einsatz von Redundanzverfahren, sodass bei Ausfall einer HD keine Daten verloren gehen -> während Host Daten liest und speichert erfolgt die Rekonstruktion der Daten im Hintergrund Allerdings: fällt in dieser Phase eine weitere Platte des Sets aus, sind die Daten meist verloren -> Rekonstruktionsphase = verwundbarer Zustand -> erst Ersatz der defekten Platte und Einbindung in den laufenden Betrieb erzeugt wieder ein stabiles System Abhilfe: RAID Level 6 Verkraftet den Ausfall von 2 Platten in einem 6‘er Verbund
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Massenspeicher Achtung: ->Höherer RAID Level muss nicht mehr Datensicherheit bedeuten -> Write hole: Dateninhalt ist zwar gespeichert, aber die zugeordnete Redundanzinformation (Prüfsummen-) noch nicht -> tritt in diesem Zustand ein Hardwarefehler auf sind Daten und –spiegel oder Prüfsumme inkonsistent Ausweg: -> Technik, die auch bei Datenbanken Anwendung findet -> System schreibt die Daten zuerst in einen Redo-Log Buffer der sich entweder auf einer HD oder in einem nicht flüchtigen Speicher (non volatile RAM) befindet
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Level Methoden Eigenschaften
RAID Level Level Methoden Eigenschaften 0 Striping Verteilen der Daten über mehrere HDs Mirroring Spiegeln der Daten auf mind. 2 HDs Striping+HC Parity Striping bitweise mit Hammingcode Parity auf eigene Platte Striping+XOR Parity Striping mit XOR Prüfsumme Striping+XOR Block wie 3, nur mit blockweiser XOR Prüfung Striping+XOR wie 4, jedoch statt Parity Platte Interleave Block Verteilen der Prüfsumme auf ganzes RAID Striping+ 2 Independend 2 unabhängige Prüfsummen XOR Interleave Block
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Level Methoden Eigenschaften
RAID Level Level Methoden Eigenschaften proprietär wie 4, mit Controller unabhängigem I/O Bus (X-Bus) und eigenem Echtzeitbaustein (Storage Computer Corp) S proprietär EMC2 , Kombination aus Level 3 + 5 Auto proprietär HP, Level kombiniert oder 5 abhängig von I/O Verhalten 0+1 mirrored striping ein Stripe wird gespiegelt striped mirrors Verteilen der gespiegelten Daten über mehrere HDs 15 striped mirrors+Parity auf Basis von 10 mit gespiegelten Parity
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Hohe Sicherheit ist teuer und geht auf Kosten der Performance
RAID Level Hohe Sicherheit ist teuer und geht auf Kosten der Performance
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Mitte der Neunziger: weitere RAID Levels: 7, auto, 10, 15, usw.
EDAP Kriterien Mitte der Neunziger: weitere RAID Levels: 7, auto, 10, 15, usw. RAB: neues Klassifizierungsschema RAB Disk System Classification Program genauere Klassifizierung – EDAP – Extended Data Availability and Protection Unterscheidet 3 verschiedene Stufen der Verfügbarkeit für Speicheplattensysteme und Speichersubsysteme durch 21 Kriterien: 1. EDAP: Failure Resistant – gegen Fehler geschützt 2. EDAP: Failure Tolerant – kann Fehler korregieren 3. EDAP: Disaster Tolerant – übersteht selbst Katastrophen Höhere Stufen enthalten alle Kriterien der niedrigeren
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EDAP Klassen: Standard Disk Array EDAP System Controller Kriterien
EDAP Kriterien EDAP Klassen: Standard Disk Array EDAP System Controller Kriterien Failure Resistant FRDS FRAC 1-6 Failure Resistant Plus FRDS+ FRAC Failure Tolerant FTDS FTAC 1-13 Failure Tolerant Plus FTDS+ FTAC Failure Tolerant Plus Plus FRDS++ FTAC Disaster Tolerant DTDS DTAC 1-16, 19 Disaster Tolerant Plus DTDS+ DTAC , 20
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21 Kriterien: beschreiben bestimmtes Verhalten bei Fehlereinflüssen
EDAP Kriterien 21 Kriterien: beschreiben bestimmtes Verhalten bei Fehlereinflüssen Erlauben die genaue Klassifizierung eines Speichersystems, wie z.B. Güte, Zuverlässigkeit, Bedienbarkeit Kriterien gelten für RAID Systeme und ebenfalls für die Controller FRU: Field Replaceable Unit – Komponenten, die austauschbar sind FRDS Systeme: für Anwender, die keinen Betrieb rund um die Uhr aufrecht erhalten müssen, aber gegen Datenverlust bei Ausfall einer Komponente des Speichersystems geschützt sein wollen Erweiterung +: Daten bleiben auch bei Cache Fehlern, Ausfall der externen Stromversorgung oder Temp.-Überschreitungen erhalten Geben Warzeichen aus und besitzen Hot-Swap Fähigkeiten
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EDAP Kriterien FTDS Systeme: arbeiten weiter, selbst wenn der Controller oder ein I/O Kanal des HD-Systems ausfällt FTDS+: trotz Ausfall des angeschlossenen Servers oder dessen I/O Kanal wird der Datenzugriff gewährleistet Hot-Swap fähig und durch USV geschützt in der Regel Bestandteil schneller Cluster, die über redundante Kanäle mit redundanten RAID Controllern arbeiten DTDS Systeme: soll sogar bei lokalem menschlichen Versagen, bzw. längerem Ausfall der Stromversorgung und Klimaanlage – wie bei Katastrophen (Brand, Erdbeben, Überschwemmungen, Anschläge, ...) – den Zugriff auf die Daten ermöglichen Daten liegen redundant in 2 verschiedene Zonen oder von einander entfernten Standorten neben dem Rechenzentrum – zweites externes Ausweichzentrum – Daten werden über Standleitung gespiegelt Entfernung: 1-10km
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