Lernfeld 14 - Konfiguration von CS

Themenwoche Nr. 5 (zweites Jahr)

Arbeitszeit: 11.09.17 bis 15.09.17

Ziele

1. Ich kann mit dem Begriff "RAID" was anfangen, erläutern und die Unterschiede zwischen Software-RAIDund Hardware-RAID erklären.

2. Ich kann die Eigenschaften der verschiedenen RAID-Levels erläutern und ihre Mindestanforderungen an Festplatten aufzählen.

3. Ich kann für die gegebenen Szenarien aus dem Lernjob eine Lösung und eine RAID-Level Empfehlung angeben.

Lernnachweis

1. Detaillierte Erklärung dazu, was RAID ist und wo die Unterschiede zwischen Software- und Hardwareversion liegen. Diese Erklärung hier in Textform einführen und gegebenfalls mit Bildern genauer erläutern.

2. Detaillierte Erklärung dazu, unter welchen Kriterien sich die RAID-Levels voneinander unterscheiden und diesen in Textform, Listenform oder in Tabellenform hier einführen.

3. Erläuterung dazu, wie die gegebenen Szenarien mit welchem Verfahren lösbar sind und diese deutlich erklärt hier in Textform einführe. Eventuell auch Bilder als eine Erklärungshilfe beifügen

Weg (wie ich meine Ziele erreiche)

1. Recherchieren was "RAID" bedeutet und was die Versionen voneinander unterscheidet. Bilder suchen/erstellen die bei der Erklärung helfen.

2. Recherchieren was die einzelnen RAID-Levels bedeuten und ihre Eigenschaften ausfindig machen.

3. Mit den gegebenen Informationen eine Lösung erklären, die zu den jeweiligen Szenarien im Lernjob passen und detailliert begründen wieso.

Auswertung der Themenwoche

Die Themenwoche verlief in Recherche und Arbeit gleichermaßen gut ab. Meine Quellen waren erstaunlich verständlich in ihrer Ausdrucksweise und es war für mich leicht zu verstehen worum es ging und warum es ging. Ich konnte daher schnell auch zu den Szenarien eine eigene Meinung bilden, dessen Richtigkeit sich aber noch beweisen muss. Ich bin zufrieden mit meiner Arbeitsgeschwindigkeit und wie schnell die Themenwoche zu beenden war und hoffe, dass das in Zukunft nicht anders sein wird.

Die Raid-Level

RAID-LEVEL 0

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RAID-Level 0 ist im Grunde kein richtiges RAID, da in diesem Level die Redundanz fehlt. Die Daten werden in Blöcke unterteilt (die nummerierten Blöcke im Bild), um alle Festplatten im RAID-System zu nutzen und die Zugriffszeit und Performance zu verschnellern.
Mindestanforderung an Festplatten: 2

RAID-Level 1

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RAID-Level 1 kopiert die Daten der ersten Festplatte zum zweiten, um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten. Sollte eine Festplatte ausfallen, könnte man auf die zweite Zugreifen. Es ist im Vergleich zu RAID Level 0 langsamer und die Speicherkapazität wird um die Hälfte reduziert, da eine Hälfte als Sicherheitskopie fungiert.
Mindestanforderung an Festplatte: 2

RAID-Level 5

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Dieser RAID-Level spiegelt die Daten nicht, errechnet stattdessen aber eine Kontrollsumme die auf eine vorhandene Festplatte geschrieben wird. Sie werden Parität genannt und an allen vorhandenen Festplatten verteilt. Sollte eine Festplatte ausfallen, so werden die fehlenden Daten aus der Kontrollsumme errechnet. Diese Methode wird bei Fileserven des öfteren genutzt, finden aber in Datenbanken nicht ihren Platz, da sie auf Grund der langsamen Zugriffszeiten ungeeignet ist.
Mindestanforderung an Festplatten: 3

RAID-Level 6

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RAID-Level 6 ist eine erweiterte Version von RAID-Level 5, welches nun die Ausfälle von 2 Festplatten verkraften kann. Die Parität wird je nach Entwickler entweder 2 mal auf 2 verschiedenen Platten geschrieben oder es wird ein Neues kalkuliert, inklusive der ersten Parität. In Sachen Geschwindigkeit kommt es RAID-Level 5 nahe oder gleicht diesem, wenn eine spezifische Hardware für eine Parität zuständig ist. RAID-Level 6 hat keine feste Definition, weswegen einzelne Firmen diesen RAID individuellen ergänzen. Alternativ ist dieser RAID auch als RAID ADG (Advanced Data Guarding) bekannt.
Mindestanforderung an Festplatten: 4

RAID-Level 01

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Dieser RAID-Level ist eine Kombination aus RAID-Level 0 und RAID-Level 1. Ein RAID-Level 1 wird dazu genutzt ein RAID-Level 0 System zu spiegeln, was somit die Vorteile beider RAID's kombiniert: Sicherheit und schneller Datenzugriff. Es ist auch möglich dieses RAID-Level mit nur 3 Festplatten zu betreiben. In allen Fällen ist jedoch nur die Hälfte des gesamten Speichers nutzbar.
Mindestanforderung an Festplatten: 3

RAID-Level 10

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Genauso wie RAID-Level 01 ist auch RAID-Level 10 eine Kombination aus den beiden zuvor erwähnten RAID's 1 und 0. Auch hier werden die Vorteile beider RAID's kombiniert, nur dass die Sicherheit hier größer ist. Im Falle eines Ausfalls ermöglicht es eine schnelle Rekonstruktion, da nur ein Teil der Daten rekonstruiert werden müssen. Im Gegensatz zu RAID-Level 01 benötigt dieses RAID-Level mindestens 4 Festplatten. Auch hier kann nur die Hälfte des gesamten Speichers genutzt werden.
Mindestanforderung an Festplatten: 4

Hardware-/Software RAI-

Hardware-RAID

Hardware-RAID ist eine Zusammenführung mehrerer Speichermedien die durch einen RAID-Controller organisiert werden. Der RAID-Controller befindet sich des öfteren in unmittelbarer Nähe der Speichermedien, ist aber z.B in einem Rechenzentrum Umfeld oft in einem separaten Gehäuse.

Software-RAID

Bei einem Software-RAID wird im Gegensatz zum Hardware-RAID kein RAID-Controller in Hardware Form verwendet, sondern eine Software die die ganzen Medien zusammenführt.

Szenario A

Ein Rechenzentrumsleiter möchte die Ausfallsicherheit seines Systems verbessern, indem er ein Disk-Array installiert. Er denkt dabei an ein RAID-10-Subsystem (Striping + Spiegelung). Nach der Devise "je mehr, desto sicherer" will er möglichst viele Platten installieren. Da sein Budget begrenzt ist, will er dafür in Zukunft auf die bisher übliche tägliche Datensicherung auf Magnetbändern verzichten und nur noch monatliche Backups erstellen. Diskutieren Sie, inwieweit dieser Plan sinnvoll ist.

Rein aus Sicherheitsgründen wäre es nicht sinnvoll Magnetbändern abzuschaffen, da die Sicherheit eines RAID-Level 10 Systems begrenzt ist. Das System könnte bei einem Build mit 4 Festplatten nur maximal 2 Festplattenausfälle verkraften, und auch nur dann, wenn bestimmte Festplatten ausfallen. Wenn von der gleichen Sub-Kategorie 2 Festplatten ausfallen würden, hätte man keine Möglichkeit diese wiederherzustellen. Davon ganz abgesehen, ist bei solch einem RAID-Level nur die Hälfte der Speicherkapazität nutzbar, da die Daten gespiegelt werden. Magnetbänder hingegeben haben große Speicherkapazitäten.

Von anderen Aspekten aus betrachtet, wäre der Wechsel nachvollziehbar, da Magnetbänder anfällig gegen andere Elemente sind (Staub, Feuchtigkeit, Magnetische Felder), nur weniger Anbieter dazu zu finden sind, hohen Aufwand benötigen und auch in hohen Kosten ausarten können.

Letzten Endes ist aber auch ein RAID-10 nicht billig und benötigt wegen der Spiegelung mind. das doppelte an Festplatten. Daher ist ein Wechsel nicht besonders sinnvoll.

Szenario B

In einem Rechenzentrum ist ein RAID-10-System (blockweises Striping + Spiegelung) mit 24 Platten installiert. Nach der Installation neuer Anwendungssoftware haben sich jedoch die Anforderungen an das System geändert. Es besteht nun – bei unveränderter Hardwareausstattung – der Wunsch nach höherer Zugriffsleistung; insbesondere soll die Inter-E/AParallelität bei kurzen Zugriffen (je 1 Block) bestmöglich unterstützt werden. Eine Schwächung der Ausfallsicherheit kann hingenommen werden; sie sollte sich aber möglichst in Grenzen halten. Diskutieren Sie, welche RAID-Verfahren anstelle des bisherigen Level 10 angewendet bzw. nicht angewendet werden können, und sprechen Sie eine begründete Empfehlung aus.

RAID-Level 10 wäre in der Situation immer noch die idealste Methode. RAID Level 5 und 6 sind wegen ihren langsamen Lesezeiten ungeeignet und die Sicherheit bei RAID-Level 1 lässt sehr zu wünschen übrig. RAID-Level 0 ist kein richtiges RAID System und kann daher auch nicht berücksichtigt werden. Man könnte Das System mit RAID-Level 01 ersetzen, aber auch das würde an der Geschwindigkeit nicht viel ändern und würde eher die Sicherheit weiter mindern.