Linux/Software-RAID

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Ein Software-Redundant Array of Independent Disks dient dazu, mehrere physikalische Festplatten zu einem oder mehreren logischen Laufwerken zu vereinen.

RAID allgemein

  • Schnellerer Datenzugriff und/oder erhöhte Verfügbarkeit des Systems im Falle eines Festplattendefektes.
  • Es werden nur Partitionen gleicher Größe verwendet, da sonst Speicherkapazitäten ungenutzt bleiben.
  • Hardware-RAID und Software-RAID machen beide das Gleiche.
  • Von Software-RAID spricht man, wenn das Zusammenwirken der Festplatten komplett softwareseitig organisiert wird.

Vergleich - Software-RAID/Hardware-RAID

Pro Software-RAID

  • Software-RAIDs gibt es als Open-Source-Software.
  • Bei Defekt des Betriebssystems, kann das RAID oft noch mit einer neuen Installation des gleichen Betriebssystems wieder eingelesen werden.
  • Bei Software-RAIDs auf BIOS-Ebene (Host-RAID-Systemen) ist das nicht immer so.

Contra Software-RAID

  • Benutzt den Prozessor und verbraucht Ressourcen.
  • Bei einem RAID, das auf dem Betriebssystem (OS) eingerichtet wurde, profitiert das OS selber nicht vom RAID.

Pro Hardware-RAID

  • Entlastung der Host-CPU.Alle Berechnungen werden vom RAID-Controller gemacht.
  • Steht schon beim Booten zur Verfügung.
    • Das OS profitiert vom RAID.
  • Unterstützt eine Vielzahl von Betriebssystemen.

Contra Hardware-RAID

  • Bei RAID-Controller-Defekt - kann kein baugleiches Modell aufgetrieben werden, wird das RAID zum Datengrab.
  • Zusätzliche Kosten für einen RAID-Controller (kein Fake-RAID).
Fake-RAIDs können nur eine begrenzte Anzahl von RAID-Leveln, häufig nur RAID-Level 0 und 1. 
Um die Controller/Karten so billig wie möglich zu halten, überlassen die Hersteller die RAID-Logik der CPU.
=> Benutzt also den Prozessor und verbraucht Ressourcen.

Superblock

  • Linux-Software-RAID speichert alle notwendigen Informationen zu einem RAID-Array in einem Superblock.
  • Je nach Metadaten-Version liegt dieser an unterschiedlichen Stellen.

Superblock Metadaten-Version 0.90

  • Der version-0.90 Superblock ist 4.096 Byte groß und liegt in einem 64 KiB aligned block am Ende eines Devices.
  • Der Superblock beginnt ja nach Devicegröße frühestens 128 KiB vor dem Ende des Devices, bzw. spätestens 64 KiB vor dem Ende des Devices.
  • Um die Adresse des Superblocks zu berechnen, wird die Device-Größe auf ein vielfaches von 64 KiB abgerundet und dann 64 KiB vom Ergebnis abgezogen.
  • Einschränkungen der Metadaten-Version 0.90
    • Maximal 28 Devices in einem Array.
    • Jedes Device kann maximal 2 TiB groß sein.
    • Keine Unterstützung des Bad-Block-Managements.

Superblock Metadaten-Version 1.*

  • Die Position des Superblock hängt von der Version der Metadaten ab
    • Version 1.0: Der Superblock liegt am Ende des Devices.
    • Version 1.1: Der Superblock liegt am Anfang des Devices.
    • Version 1.2: Der Superblock liegt 4 KiB nach dem Beginn des Devices.

HowTo

  1. Linux:Software-RAID:Vorbereitung
  2. Linux:Software-RAID:Anlegen
  3. Linux:Software-RAID:Wartung
  4. Linux:Software-RAID:Fehlerbehebung
  5. Linux:Software-RAID:Aufgaben

Quellen

  1. https://wiki.ubuntuusers.de/Software-RAID/
  2. https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/Linux_Software_RAID
  3. https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#Software-RAID
  4. The Software-RAID HOWTO
  5. Linux RAID Wiki
  6. RAID Setup
  7. Festplattenpuzzles - Tipps und Tricks rund um Linux-Software-RAID
  8. Workshop - Software-RAID unter Linux einrichten
  9. Quick HOWTO : Ch26 : Linux Software RAID
  10. linux-RAID Mailing List
  11. Ubuntu-Server-Installation mit Software-RAID
  12. https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_superblock_formats