Dieses Thema hatten wir letztens in der Berufsschule und jetzt will ich es hier noch einmal aufgreifen. Es dürfte ja eigentlich jeden ITler interessieren.

Zu Unterscheiden ist jedoch, dass es sich hier NICHT um Security handelt (Viren, Spyre, Zugangskontrollen, etc…) speich den 10 Geboten des Datenschutz. Diese werde ich dann Seperat in einem größeren Artikel vorstellen.

Nun zum Thema:

Welche Möglichkeiten hat man?

Fangen wir mal mit den USV´s an. Diese kleinen Geräte, auch Unterbrechungsfreie Stromversorgung genannt, verhindern bei einem Stromausfall oder anderen Störungen wie

• Stromausfall
• Unterspannung
• Überspannung
• Frequenzänderungen
• Oberschwingungen,

den Totalausfall. Die Funktionsweise ist eigentlich ganz simpel.

Die USV hängt in der Regel zwischen dem Stromnetz und dem Server. So wird, bei einem Blitzeinschlag, der Server weiterhin mit Strom über die USV versorgt. Ein Akkumulator (Akku) versorgt den Server, je nach Leistung, bis der Strom wieder verfügbar ist. Hier gibt es große Unterschiede.

Es gibt prinzipiell 3 Arten von USV-Geräten

1. VFD – Voltage & Frequence depent – Eingangsspannung und- Frequenz abhängig

2. VI – Voltage independent – Eingangsfrequenz unabhängig

3. VFI – Eingangsfrequenz und -spannung unabhängig (natürlich die beste Lösung)

Zudem gibt es Unterschiede in der Reaktionszeit. Manche USV´s haben eine Reaktionszeit <1 ms, oder haben 10 ms, was natürlich nicht so gut ist.

Man nennt die verschiedenen Varianten auch offline und online USV.

Online – Der Server wird dauernd über die USV betrieben.
Offline – Der Server wird nur im Stromausfall über die USV versorgt.

Ich hoffe, ich konnte einen kleinen Einblick geben. Morgen geht es weiter mit dem Thema RAID im Zusammenhang mit Ausfallsicherheit.

Grüße

[Bild: Peter Kirchhoff / pixelio.de]

RAID-Systeme

1. + 2. Welches sind die drei Hauptaufgaben von Raid-Systemen

• Erhöhung der Ausfallsicherheit (Redundanz)
• Steigerung der Transferraten (Leistung)
• Austausch von Festplatten und Erhöhung der Speicherkapazität während des Systembetriebes
• Kostenreduktion durch Einsatz mehrerer preiswerter Festplatten
• Große Laufwerke erstellen
  

3. zwei Möglichkeiten – Vor- und Nachteile

• Hard- und Software basiert

Bei diesem sogenannten Hardware-RAID kümmert sich ein separater RAID-Controller um die Verwaltung der Festplatten. Dies hat den Vorteil, dass die restliche Hardware (z. B. die CPU) durch diese Verwaltung nicht belastet wird. In der Folge ist ein solches RAID sehr schnell und stabil – oftmals ist sogar der Austausch defekter Festplatten während des Betriebs (das sogenannte Hot Swap) problemlos möglich. Ein Nachteil dieser Technik ist der mitunter hohe Preis eines solchen Controllers und das Fehlen geeigneter Linux-Treiber.

Vorteile:

• restliche Hardware wird nicht belastet
• schnell und stabil
• Austausch der Festplatten während des Betriebes möglich

Nachteile:

• hoher Preis
• keine Linux-Treiber
• Hardware muss ersetzt werden (gleiches Modell)

Wenn Sie keinen »echten« RAID-Controller Ihr Eigen nennen, ist ein Software-RAID die prädestinierte Methode und auf jeden Fall gegenüber dem BIOS-Software-RAID zu bevorzugen. Hierbei übernimmt das Betriebssystem direkt per Software die RAID-Verwaltung. Die Geschwindigkeit ist zumindest ähnlich, die Flexibilität aber wesentlich höher als bei einem BIOS-Software-RAID. Sie benötigen keine besondere Hardware außer einem gewöhnlichen Festplatten-Controller und mindestens zwei Festplatten. Bei den älteren IDE-Festplatten sollten Sie allerdings darauf achten, dass diese an unterschiedliche Controller angeschlossen sind, um ein Maximum an Geschwindigkeit zu erzielen.

Vorteile:

• Flexibilität
• keine extra Hardware

4. Raid-Level im Überblick

RAID 0 – Disk striping Bei dieser Methode werden zwei Festplatten gebündelt. Für die Performance ist dies eine wunderbare Sache, weil Sie zwei Controller haben, die den Datenfluss simultan abarbeiten. RAID 0 hat aber den Nachteil, dass diese Variante relativ fehleranfällig und redundant ist. Wenn eine der beiden Festplatten in RAID 0 kaputtgeht, haben Sie keinen Zugriff mehr auf die Daten.

Hierbei werden mindestens zwei Festplatten zu einem logischen Laufwerk (Stripe-Set) zusammengefasst. Der große Vorteil von RAID 0 liegt in der optimalen Nutzung der gesamten Kapazität aller beteiligten Laufwerke und im erhöhten Datendurchsatz. Dies gilt besonders dann, wenn sequentiell gelesen oder geschrieben wird. Die zu speichernden Daten werden in Blöcke aufgeteilt und auf die Festplatten verteilt gespeichert. Dadurch sind deutlich schnellere Zugriffe möglich.

RAID 1 – Disk-Spiegelung In einem RAID-1-Verbund wird eine Festplatte dazu verwendet, alle I/O abzuarbeiten, und die andere Festplatte fungiert als Backup-Festplatte. Alles, was auf der aktiven Festplatte passiert, geschieht auch auf dem Backup, sodass die Backup-Platte zu jeder Zeit denselben Datenbestand hält wie die aktive Festplatte. Wenn die aktive Festplatte also einmal ausfallen sollte, kann die Backup-Festplatte leicht übernehmen. Diese Methode ist relativ sicher, hat aber eine verhältnismäßig niedrige Performance. Deswegen sollten Sie diese Variante nicht benutzen, wenn Sie viele Daten in die Speichergeräte schreiben, oder aber Ihr RAID 1 sollte so aufgebaut sein, dass zwei Controller vorhanden sind, die die Schreibgeschwindigkeit erhöhen. Für statische Inhalte ist RAID 1 aber eine gute Lösung.

Jede Platte hat ihren eigenen I/O-Kanal

Die Platten haben den gleich I/O-Kanal

RAID 5 Wenn Sie viele Daten schreiben müssen, bietet RAID 5 die besten Möglichkeiten. Es werden drei Festplatten benötigt. Wenn eine Datei geschrieben wird, wird sie direkt auf zwei der drei Festplatten übertragen, während auf die dritte Festplatte Paritätsinformationen für diese Datei geschrieben werden. Die Paritätskontrolle dient der Erkennungfehlerhaft übertragener Informationswörter. Auf diese Weise kann die Datei leicht rekonstruiert werden, falls eine der ersten beiden Festplatten kaputtgeht. Für eine noch bessere Performance werden die Paritätsinformationen auf die gesamte Festplattenmatrix verteilt, sodass keine bestimmte Festplatte alle Paritätsinformationen enthält. Es wird nur eine Platte zur Sicherung verwendet! Möglichst gleiche Platten nutzen!

Formel zur Berechnung der Ausfallsicherheit

P_ges= 1-(1-p)ⁿ

n= Anzahl der Platten (4)

p= Ausfallwahrscheinlichkeit einer Platte ( 2% – 0,02)

Pges = 1-(1-0,02)^4

= 0,076 *100% = 7,76 %

Warum ist Raid 1 kein Ersatz für eine Datensicherung?

Es werden auch die fehlerhaften Daten wie zum Beispiel Viren, Benutzerfehler, etc…auf die Spiegelplatte übertragen

Raid-Rechner (Speicherplatz)

http://www.z-a-recovery.com/ger-art-raid-estimator.htm Raid-Rechner Raid-Rechner

5-1*750 GB (kleinste Platte)

4-1*1 TB (größte Platten)

Iges = Anzahl der Platten-1 * kleinste Platte

Bei Raid 5 ist zu Empfehlen, gleiche Platten zu nutzen!

Gemischte RAID-Systeme

Raid 00, 01 und 05

Unterschiedliche Raid-Systeme miteinander verknüpfen

Raid 01

2* Raid 0 mit 2* 1TB Platten. Dieses System wird dann mit Raid 1 gespiegelt.

Weitere Kombinationen möglich…05, 10, 15

JBOD

Zusammengewürfelte Platten, welche man zusammen oder einfach betreiben kann. Platten werden nur gebündelt

Hot Swapping

Platten können im laufenden Betrieb gewechselt werden.

Hot-Spare-Laufwerk

Unbenutztes Reservelaufwerk, welches im laufenden Betrieb getauscht werden kann.

SMART Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology

Tool zur Überprüfung der Hardware (Festplatten)

Quelle: Schulblätter