Erweiterte RAID-Modi / Nested RAID

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18:00 - 12/11/2003 von Patrick Schmid

Darüber hinaus lassen sich RAID-Modi in vielen nur denkbaren Kombinationen verbinden. Ein RAID 50 beispielsweise verwendet zwei RAID-5-Arrays, um daraus ein RAID 0 zu erstellen. Rechnerisch ist ein RAID 50 mit 6 oder 8 Festplatten besser als ein RAID 5, da in jedem RAID-0-Arm ein Laufwerk ausfallen darf - auch wenn dies der Performance ganz und gar nicht gut täte. Denken Sie jedoch daran, dass die Kapazität zwei einzelner Festplatten für Paritätsspeicherung weg fällt.

Bekannter ist sicherlich RAID 01 , welches zwei RAID-0-Stripes in einem übergeordneten RAID 1 spiegelt. Dazu benötigt man vier Festplatten, üblich ist dies im professionellen Bereich nicht.

Feinheiten im RAID

Für den Fall eines Laufwerksdefektes gibt es bei professionellen Controllern die Möglichkeit, einen so genannten Hot Spare zur Verfügung zu stellen. Dabei handelt es sich um eine zusätzliche Festplatte gleicher Bauart, die im Fall eines Laufwerksdefektes innerhalb des Arrays als Ersatz dient. Zu unterscheiden sind globale Spares, die für beliebige Arrays gelten, und dedizierten Spares, die bestimmten Arrays zugeordnet werden.

Ein wichtiges Detail bei der Erstellung eines komplexen RAID-Arrays ist die Tatsache, dass dieses eine Initialisierung durchlaufen muß. Je nach Anzahl der verwendeten Festplatten und der sich daraus ergebenden Kapazität kann dies durchaus viele Stunden dauern. Gute Controller bieten die Möglichkeit, diese Initialisierung im Hintergrund durchzuführen, so dass das neu erstellte Array sofort nutzbar ist - allerdings mit deutlich reduzierter Performance.

Gerade bei SCSI-Controllern sollte man genau überlegen, wie ein RAID-Array aufgebaut werden soll. Die hochwertigen Geräte verfügen über zwei Kanäle, die jeweils die übliche Bandbreite von 320 MB/s zur Verfügung stellen. Über PCI-X mit 100 oder gar 133 MHz wird diese auch nahtlos zum System realisiert. Kommen so viele Festplatten zum Einsatz, dass die Bandbreite eines Kanals überstiegen werden könnte, sollten beide Kanäle genutzt werden. Das gewünschte Array lässt sich meist unabhängig von der Anbindung der Laufwerke erstellen, hinzu kommt dann ab sechs Festplatten die Möglichkeit, ein RAID 50 zu erstellen.

Bei Serial ATA RAIDs gibt es diese Limitierung nicht. Jedes Laufwerk arbeitet an einem eigenen Kanal mit bis zu 150 MB/s.

In Serverumgebungen ist eine hohe Flexibilität des RAID-Controllers gefragt. Wichtige Grundlage hierfür ist die Möglichkeit, Laufwerke im Betrieb anzuhängen bzw. zu entfernen. Im Fall von Ultra320 SCSI sind Hot-Swap -Wechselrähmen gefragt; idealerweise sollte man sich für Festplatten mit 80-poligem SCA-Interface entscheiden. Serial ATA sieht Hot Swapping bereits vor, so dass bei Verwendung der SATA-Stromanschlüsse prinzipiell nicht einmal ein Hot-Swap-Gehäuse notwendig wäre. Doch Vorsicht mit konventionellen Stromanschlüssen: Diese haben so große mechanische Toleranzen, dass nicht sichergestellt werden kann, welche Kontakte zuerst geschlossen werden.

Mit diesem Mittel sollte ein RAID-Array änder- und erweiterbar sein, ohne den Rechner abzuschalten oder neu zu starten. Schlagworte hierfür sind RAID Level Migration , also die Änderung der RAID-Konfiguration während des Betriebs, sowie Online Capacity Expansion . Dabei werden zusätzliche Festplatten ohne Unterbrechung in das RAID-Array integriert.

Zur Verwaltung eines RAID-Controllers stehen von den Herstellern Software-Werkzeuge zur Verfügung. Diese ermöglichen Überwachung und Konfiguration des Controllers, um die eben genanngten Features zu ermöglichen. Ein gängiger Ansatz ist außerdem die Installation eines Dienstes, der als Webserver agiert und die entfernte Konfiguration des Controllers auch über Netzwerke hinweg ermöglicht. Dies ist jedoch kein klassisches RAID-Feature, sondern einzig die Fleißarbeit geschickter Programmierer, da ohnehin eine Schnittstelle vorhanden sein muß, an die jede Management-Software anknüpft.

Ein professionelles RAID-System besteht in der Regel aus SCSI-Komponenten. Im Bild der 68-polige Wide-SCSI-Stecker samt gerundetem Kabel von Adaptec.
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