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| Ein Software-'''R'''edundant '''A'''rray of '''I'''ndependent '''D'''isks dient dazu, mehrere physikalische Festplatten zu einem oder mehreren logischen Laufwerken zu vereinen.
| | '''Linux/[[RAID]]''' - Datenträger zu logischen Laufwerken zusammenschließen |
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| =RAID allgemein= | | == Beschreibung == |
| *Schnellerer Datenzugriff und/oder erhöhte Verfügbarkeit des Systems im Falle eines Festplattendefektes.
| | ; Zusammenwirken der Festplatten wird softwareseitig organisiert |
| *Es werden nur Partitionen gleicher Größe verwendet, da sonst Speicherkapazitäten ungenutzt bleiben. | | Die meisten modernen Betriebssysteme sind dazu in der Lage |
| *Hardware-RAID und Software-RAID machen beide das Gleiche.
| | * FreeBSD, OpenBSD, Apple macOS, HP HP-UX, IBM AIX, Linux, Microsoft Windows ab Windows oder SUN Solaris |
| *Von Software-RAID spricht man, wenn das Zusammenwirken der Festplatten komplett softwareseitig organisiert wird.
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| =Vergleich - Software-RAID/Hardware-RAID=
| | Die einzelnen Festplatten sind in diesem Fall entweder über einfache Festplattencontroller am Computer angeschlossen oder es werden externe Storage-Geräte wie Disk-Arrays von Unternehmen wie EMC, Promise, AXUS, Proware oder Hitachi Data Systems (HDS) an den Computer angeschlossen |
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| | Die Festplatten werden zunächst ohne RAID-Controller als sogenannte JBODs ("just a bunch of disks") in das System integriert, dann wird per Software-RAID (beispielsweise unter Linux mit dem Programm mdadm) die RAID-Funktionalität realisiert |
| | * Eine besondere Variante des Software RAID sind Dateisysteme mit einer integrierten RAID-Funktionalität |
| | * Ein Beispiel dafür ist das von Sun Microsystems entwickelte RAID-Z.[6] |
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| ==Pro Software-RAID== | | {| class="wikitable options big" |
| | | Vorteile || |
| | Der Vorteil von Software-RAID ist, dass kein spezieller RAID-Controller benötigt wird |
| | * Die Steuerung wird von der RAID-Software erledigt, diese ist entweder schon Teil des Betriebssystems oder wird nachträglich installiert |
| | * Dieser Vorteil kommt besonders bei der Disaster Recovery zum Tragen, wenn der RAID-Controller defekt und nicht mehr verfügbar ist |
| | * Praktisch alle derzeit verfügbaren Software-RAID-Systeme benutzen die Festplatten so, dass diese auch ohne die spezifische Software ausgelesen werden können |
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| | | Nachteile || |
| | Bei einem Software-RAID werden bei Festplattenzugriffen neben dem Hauptprozessor des Computers auch die System-Busse wie PCI stärker belastet als bei einem Hardware-RAID |
| | * Bei leistungsschwachen CPUs und Bus-Systemen verringert dies deutlich die Systemleistung |
| | * Bei leistungsstarken, wenig ausgelasteten Systemen ist dies belanglos |
| | * Storage-Server sind in der Praxis oft nicht voll ausgelastet; auf solchen Systemen können Software-RAID-Implementierungen unter Umständen sogar schneller sein als Hardware-RAIDs |
| | * Ein weiterer Nachteil ist, dass bei vielen Software-RAID kein Cache genutzt werden kann, dessen Inhalt auch nach einem Stromausfall erhalten bleibt, wie es bei Hardware-RAID-Controllern mit einer Battery Backup Unit der Fall ist |
| | ** Dieses Problem lässt sich mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für den gesamten PC vermeiden |
| | ** Um die Gefahr von Datenverlusten und Fehlern in der Datenintegrität bei einem Stromausfall oder Systemabsturz zu minimieren, sollten außerdem die (Schreib-)Caches der Festplatten deaktiviert werden.[7] |
| | * Da die Platten eines Software-RAIDs prinzipiell auch einzeln angesprochen werden können, besteht bei gespiegelten Festplatten die Gefahr, dass Änderungen nur noch an einer Platte durchgeführt werden - wenn etwa nach einem Betriebssystem-Update die RAID-Software oder der Treiber für einen RAID-Festplatten-Controller nicht mehr funktionieren, eine der gespiegelten Festplatten aber weiterhin über einen generischen SATA-Treiber angesprochen werden kann |
| | * Entsprechende Warnhinweise oder Fehlermeldungen während des Bootens sollten deshalb nicht ignoriert werden, nur weil das System trotzdem funktioniert |
| | * Ausnahmen bilden hier Software-RAID mit Datenintegrität wie beispielsweise ZFS |
| | * Unvollständige Speichervorgänge werden zurückgesetzt |
| | * Fehlerhafte Spiegeldaten werden erkannt und durch korrekte Spiegeldaten ersetzt |
| | * Es wird wohl beim Lesen eine Fehlermeldung geben, da die fehlerhafte oder alte Spiegelseite nicht mit dem aktuellen Block übereinstimmt |
| | |} |
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| *Software-RAIDs gibt es als Open-Source-Software.
| | <noinclude> |
| *Bei Defekt des Betriebssystems, kann das RAID oft noch mit einer neuen Installation des gleichen Betriebssystems wieder eingelesen werden.
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| *Bei Software-RAIDs auf BIOS-Ebene (Host-RAID-Systemen) ist das nicht immer so.
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| ==Contra Software-RAID== | | == Anhang == |
| *Benutzt den Prozessor und verbraucht Ressourcen.
| | === Siehe auch === |
| *Bei einem RAID, das auf dem Betriebssystem (OS) eingerichtet wurde, profitiert das OS selber nicht vom RAID.
| | {{Special:PrefixIndex/Linux/RAID/}} |
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| ==Pro Hardware-RAID== | | === Links === |
| *Entlastung der Host-CPU.Alle Berechnungen werden vom RAID-Controller gemacht.
| | ==== Weblinks ==== |
| *Steht schon beim Booten zur Verfügung.
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| **Das OS profitiert vom RAID.
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| *Unterstützt eine Vielzahl von Betriebssystemen.
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| ==Contra Hardware-RAID==
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| *Bei RAID-Controller-Defekt - kann kein baugleiches Modell aufgetrieben werden, wird das RAID zum Datengrab.
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| *Zusätzliche Kosten für einen RAID-Controller (kein Fake-RAID).
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| '''Fake-RAIDs''' können nur eine begrenzte Anzahl von RAID-Leveln, häufig nur RAID-Level 0 und 1.
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| Um die Controller/Karten so billig wie möglich zu halten, überlassen die Hersteller die RAID-Logik der CPU.
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| => Benutzt also den Prozessor und verbraucht Ressourcen.
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| =Superblock=
| | [[Kategorie:Linux/RAID]] |
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| *Linux-Software-RAID speichert alle notwendigen Informationen zu einem RAID-Array in einem Superblock.
| | </noinclude> |
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| *Je nach Metadaten-Version liegt dieser an unterschiedlichen Stellen.
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| *Mehr Info: [https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_superblock_formats https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_superblock_formats]
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| ==Superblock Metadaten-Version 0.90==
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| *Der version-0.90 Superblock ist 4.096 Byte groß und liegt in einem 64 KiB aligned block am Ende eines Devices.
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| *Der Superblock beginnt ja nach Devicegröße frühestens 128 KiB vor dem Ende des Devices, bzw. spätestens 64 KiB vor dem Ende des Devices.
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| *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.
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| *Einschränkungen der Metadaten-Version 0.90
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| **Maximal 28 Devices in einem Array.
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| **Jedes Device kann maximal 2 TiB groß sein.
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| **Keine Unterstützung des [https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/The_Badblocks_controversy Bad-Block-Managements].
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| ==Superblock Metadaten-Version 1.*==
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| *Die Position des Superblock hängt von der Version der Metadaten ab
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| **Version 1.0: Der Superblock liegt am Ende des Devices.
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| **Version 1.1: Der Superblock liegt am Anfang des Devices.
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| **Version 1.2: Der Superblock liegt 4 KiB nach dem Beginn des Devices.
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| =weitere Artikel zum Thema=
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| [[Linux:Software-RAID:Vorbereitung|Linux:Software-RAID:Vorbereitung]]
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| [[Linux:Software-RAID:Anlegen|Linux:Software-RAID:Anlegen]]
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| [[Linux:Software-RAID:Wartung|Linux:Software-RAID:Wartung]]
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| [[Linux:Software-RAID:Fehlerbehebung|Linux:Software-RAID:Fehlerbehebung]]
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| [[Linux:Software-RAID:Komplexe Aufgaben|Linux:Software-RAID:Komplexe Aufgaben]]
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| =Quellen=
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| #[https://wiki.ubuntuusers.de/Software-RAID/ https://wiki.ubuntuusers.de/Software-RAID/]
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| #[https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/Linux_Software_RAID https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/Linux_Software_RAID]
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| #[https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#Software-RAID https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#Software-RAID]
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| #[http://tldp.org/HOWTO/Software-RAID-HOWTO.html The Software-RAID HOWTO]
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| #[https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/Linux_RAID Linux RAID Wiki]
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| #[https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_setup RAID Setup]
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| #[https://www.heise.de/ct/ausgabe/2013-6-Tipps-und-Tricks-rund-um-Linux-Software-RAID-2327050.html Festplattenpuzzles - Tipps und Tricks rund um Linux-Software-RAID]
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| #[https://www.tecchannel.de/a/workshop-software-RAID-unter-linux-einrichten,2032820 Workshop - Software-RAID unter Linux einrichten]
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| #[http://www.linuxhomenetworking.com/wiki/index.php/Quick_HOWTO_:_Ch26_:_Linux_Software_RAID#.XvMxWKZCTXA Quick HOWTO : Ch26 : Linux Software RAID]
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| #[http://vger.kernel.org/vger-lists.html#linux-RAID linux-RAID Mailing List]
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| #[https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/Ubuntu-Server-Installation_mit_Software-RAID Ubuntu-Server-Installation mit Software-RAID]
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| #[https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_superblock_formats https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_superblock_formats]
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| [[Category:Linux:Storage]]
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Linux/RAID - Datenträger zu logischen Laufwerken zusammenschließen
Beschreibung
- Zusammenwirken der Festplatten wird softwareseitig organisiert
Die meisten modernen Betriebssysteme sind dazu in der Lage
- FreeBSD, OpenBSD, Apple macOS, HP HP-UX, IBM AIX, Linux, Microsoft Windows ab Windows oder SUN Solaris
Die einzelnen Festplatten sind in diesem Fall entweder über einfache Festplattencontroller am Computer angeschlossen oder es werden externe Storage-Geräte wie Disk-Arrays von Unternehmen wie EMC, Promise, AXUS, Proware oder Hitachi Data Systems (HDS) an den Computer angeschlossen
Die Festplatten werden zunächst ohne RAID-Controller als sogenannte JBODs ("just a bunch of disks") in das System integriert, dann wird per Software-RAID (beispielsweise unter Linux mit dem Programm mdadm) die RAID-Funktionalität realisiert
- Eine besondere Variante des Software RAID sind Dateisysteme mit einer integrierten RAID-Funktionalität
- Ein Beispiel dafür ist das von Sun Microsystems entwickelte RAID-Z.[6]
| Vorteile |
Der Vorteil von Software-RAID ist, dass kein spezieller RAID-Controller benötigt wird
- Die Steuerung wird von der RAID-Software erledigt, diese ist entweder schon Teil des Betriebssystems oder wird nachträglich installiert
- Dieser Vorteil kommt besonders bei der Disaster Recovery zum Tragen, wenn der RAID-Controller defekt und nicht mehr verfügbar ist
- Praktisch alle derzeit verfügbaren Software-RAID-Systeme benutzen die Festplatten so, dass diese auch ohne die spezifische Software ausgelesen werden können
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| Nachteile |
Bei einem Software-RAID werden bei Festplattenzugriffen neben dem Hauptprozessor des Computers auch die System-Busse wie PCI stärker belastet als bei einem Hardware-RAID
- Bei leistungsschwachen CPUs und Bus-Systemen verringert dies deutlich die Systemleistung
- Bei leistungsstarken, wenig ausgelasteten Systemen ist dies belanglos
- Storage-Server sind in der Praxis oft nicht voll ausgelastet; auf solchen Systemen können Software-RAID-Implementierungen unter Umständen sogar schneller sein als Hardware-RAIDs
- Ein weiterer Nachteil ist, dass bei vielen Software-RAID kein Cache genutzt werden kann, dessen Inhalt auch nach einem Stromausfall erhalten bleibt, wie es bei Hardware-RAID-Controllern mit einer Battery Backup Unit der Fall ist
- Dieses Problem lässt sich mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung für den gesamten PC vermeiden
- Um die Gefahr von Datenverlusten und Fehlern in der Datenintegrität bei einem Stromausfall oder Systemabsturz zu minimieren, sollten außerdem die (Schreib-)Caches der Festplatten deaktiviert werden.[7]
- Da die Platten eines Software-RAIDs prinzipiell auch einzeln angesprochen werden können, besteht bei gespiegelten Festplatten die Gefahr, dass Änderungen nur noch an einer Platte durchgeführt werden - wenn etwa nach einem Betriebssystem-Update die RAID-Software oder der Treiber für einen RAID-Festplatten-Controller nicht mehr funktionieren, eine der gespiegelten Festplatten aber weiterhin über einen generischen SATA-Treiber angesprochen werden kann
- Entsprechende Warnhinweise oder Fehlermeldungen während des Bootens sollten deshalb nicht ignoriert werden, nur weil das System trotzdem funktioniert
- Ausnahmen bilden hier Software-RAID mit Datenintegrität wie beispielsweise ZFS
- Unvollständige Speichervorgänge werden zurückgesetzt
- Fehlerhafte Spiegeldaten werden erkannt und durch korrekte Spiegeldaten ersetzt
- Es wird wohl beim Lesen eine Fehlermeldung geben, da die fehlerhafte oder alte Spiegelseite nicht mit dem aktuellen Block übereinstimmt
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Anhang
Siehe auch
Links
Weblinks