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| Title: | RAID-Systeme. | |
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2.1.3. RAID Level 2
In diesem Level wird zwischen Daten- und Parity-Platten unterschieden: Die Daten-Platten enthalten die "echten" Daten, die Parity-Platten enthalten Prüfinformationen, um beim Ausfall einer Platte die Daten auf dieser rekonstruieren zu können. Die Anzahl der Daten-Platten richtet sich nach der Daten-Wort-Größe: Pro Bit wird eine Festplatte benötigt, hinzu kommen die Parity-Platten. Bei einer Wortlänge von 64 Bit werden also 64 Daten-Platten benötigt. Für die Ermittlung des Parity-Codes wird ein Hamming ECC (error correcting code) verwendet. Für 64 Bit werden bei diesem Verfahren 8 Prüfbits benötigt. Die Anzahl der benötigten Festplatten steigt also auf 72.Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Möglichkeit, im laufenden Betrieb Fehler zu korrigieren, ohne Performanzeinbußen hinnehmen zu müssen. Der Nachteil liegt auf der Hand: Die benötigte Anzahl der Festplatten ist in der Praxis nicht zumutbar, zumal in diesen Größenordnungen auch nicht unerhebliche Anschaffungskosten entstünden. Ferner ist die Ausnutzung des Plattenplatzes durch den relativ hohen Bedarf an Parity-Platten nicht sehr effizient.
Dieses RAID-Level existiert daher nur in der Theorie, es gibt keine kommerzielle Implementation dieser Lösung.
Abb. 4: RAID Level 2
2.1.4. RAID Level 3
Ein speicherplatzsparenderes Parity-Verfahren wird in diesem Level mit der Elementaroperation XOR verwendet: Eine Schreibanforderung wird in Abschnitte von der Größe einer definierten "chunk-size" unterteilt und auf zwei oder mehr Daten-Platten verteilt. Eine zusätzliche Parity-Festplatte nimmt das Prüfbit für zwei auf den Daten-Platten geschriebene Bits auf.Durch die Verwendung einer Elementaroperation zur Ermittlung des Prüfbits kann hiermit eine recht gute Schreib-/Leseleistung erzielgt werden. Die Festplattenausnutzung ist weitaus effizienter als beim RAID 2.
Controller für dieses RAID-Level sind komplizierter gebaut als für die vorhergehenden RAID-Levels; bei einer Softwarelösung wird vergleichsweise viel Rechenzeit für die Parity-Bit-Berechnung aufgewendet. In der Praxis hat sich außerdem gezeigt, dass die Parity-Festplatte in Zeiten hoher Last zum Flaschenhals wird, da bei jedem Schreibzugriff das Parity-Bit überprüft bzw. geschrieben werden muss. Ausfallen darf aber lediglich eine Festplatte gleichzeitg.
Üblicherweise werden mit diesem RAID-Level Anwendungen mit relativ hohem Datendurchsatz betrieben, z. B. Bildverarbeitung.
Abb. 5: RAID Level 3
2.1.5. RAID Level 4
Dieses Level stellt lediglich eine Erweiterung zu Level 3 dar; der einzige Unterschied besteht darin, dass die Parity-Berechung nicht mehr bit-weise, sondern block-weise gemäß der "chunk-size" erfolgt. Somit können größere Blöcke mit einer Schreibanforderung abgearbeitet werden.
Abb. 6: RAID Level 4
2.1.6. RAID Level 5
Um nun noch den Flaschenhals aus RAID 3 bzw. 4 zu entfernen, werden die Parity-Daten nicht mehr auf eine speziell dafür vorgesehene Festplatte geschrieben, sondern zusammen mit den Daten auf alle Festplatten verteilt. Damit kann eine bessere Lastverteilung auf die Festplatten erzielt werden.Dieses RAID-Level ist in der Praxis meist erste Wahl - guter Performanz stehen angemessene Kosten bei guter Verfügbarkeit gegenüber. Heutige RAID 5-Implementationen können sehr fein an die entsprechenden Bedürfnisse angepasst werden: Die "chunk-size" ist frei wählbar, eine sog. spare disk, die bei Ausfall einer Festplatte sofort einspringt, kann bereits eingebaut und auf den Betrieb vorbereitet werden, so dass die MTTR minimal wird.
Typisches Einsatzgebiet sind File-, Web- oder Datenbank-Server.
Abb. 7: RAID Level 5
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