Linux/Software-RAID

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.

• Weiterführende Informationen zum Superblock findet man unter:
  • https://RAID.wiki.kernel.org/index.php/RAID_superblock_formats

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.

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