2001/02 Georg N. Strauss HTL Jenbach - Informationstechnologie Datensicherheit 2001/02 Georg N. Strauss HTL Jenbach - Informationstechnologie

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

Ursprüngliche Definition: RAID 0-5 Massenspeicher Ursprüngliche Definition: RAID 0-5 RAB: RAID Advisory Board international führende Anbieter von RAID Systemen Übernahm die Levels 1-5 Ersetzt Inexpensive durch Independend www.raid-advisory.com Veröffentlichungen liefern Kriterien um RAID Angebote bewerten zu können: RAID Book Festlegung von Benchmarks: Bonnie, Iobench, Iozone, Iogen Zertifiziert und prüft RAID Systeme

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

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

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

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 0 + 1 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

Hohe Sicherheit ist teuer und geht auf Kosten der Performance RAID Level Hohe Sicherheit ist teuer und geht auf Kosten der Performance

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

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+ 1-11 Failure Tolerant FTDS FTAC 1-13 Failure Tolerant Plus FTDS+ FTAC+ 1-17 Failure Tolerant Plus Plus FRDS++ FTAC++ 1-18 Disaster Tolerant DTDS DTAC 1-16, 19 Disaster Tolerant Plus DTDS+ DTAC+ 1-15, 20

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

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