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KnowHow: RAID Controller – Herz und Hirn des Speichersystems

29. Jan 2020 FWE

Der letzte Artikel zum Thema RAID stellte die verschiedenen Arten des RAIDs vor, die sich je nach Anforderung auf Ausfallsicherheit, Zugriffsgeschwindigkeit oder sogar beides konzentrieren. Doch welche Technikmagie ist nötig, um Festplatten in einem RAID-Verbund zusammenschließen zu können?

Mit Zauberei, hat das nichts zu tun, wie so oft kommt es darauf an, was im System verbaut ist. Neben den Festplatten die im letzten Artikel so oft angesprochen wurden, gibt es noch eine sehr wichtige Komponente: den RAID-Controller. Wie der Name vermuten lässt, findet in diesem die Hauptarbeit für das RAID statt. Aber wie und zu welchem Maße hängt davon ab, um welchen RAID-Controller es sich handelt.

Der Hardware-RAID-Controller, ist ein physisches System welches in andere Systeme eingefügt wird. Es handelt sich um Erweiterungskarten mit eigenem Prozessor durch die für die andere Hardware des Servers keine weitere Zusatzbelastung entsteht. Außerdem ermöglichen sie das direkte Booten des Systems aus den RAID-Festplatten.

Beim Software-RAID kommt keine seperate Hardware zum Einsatz. Die Festplatten sind direkt mit dem Mainboard verbunden, jegliche RAID-Funktionalität wird vom Betriebssystem gestellt. Der Nachteil dabei ist, dass die Rechenlast vom System-Prozessor mitgetragen werden muss und die Bootpartition nicht Teil des RAIDs sein kann.

In der dritten Variante, Firmware- oder auch Driver-RAIDgenanntist ein zusätzlicher Chipsatz auf dem Mainboard verbaut. Hier wird wie beim Software-RAID der System-Prozessor belastet, im Gegensatz zum Software-RAID geht die Zuteilung der Festplatten aber direkt von Treibern in den SATA/SAS- Schnittstellen aus. Damit startet das RAID vor dem Booten des Betriebssystems und es ist möglich die Bootpartition ins RAID einzubinden. Jedoch funktioniert diese, auch als „Fake-RAID“ bezeichnete Variante in Linux-Umgebungen oft aufgrund von fehlenden Controllertreibern nicht.

Später, wenn eine geeigneter Controller-Variante ausgewählt und das RAID im System aufgesetzt wurde, ist der Controller aber nicht nur für die alltägliche Aufrechterhaltung des Arrays zuständig. Auch beim Ausfalls von RAID-Datenträgern liegt die Datenrettung an ihm. Fällt eine der Festplatten aus, muss diese schnellstmöglich ausgetauscht werden. Der Controller kann dann bei den meisten RAID-Arten auf Befehl ein „Rebuild“ starten, mit dem die verlorene Platte auf dem neuen Modell wiederhergestellt wird, je nach RAID-Version auf unterschiedliche Arten (Siehe letzter Artikel).
Um diesem Vorgang das zeitkritische Element zu nehmen, gibt es inzwischen aber die sogenannte Hot-Spare oder Hot-Standby-Methode. Hier werden eine oder mehrere zusätzliche, ungenutze Datenträger im RAID eingebunden. Kommt es zu Ausfällen von RAID-Festplatten, so kann der Controller automatisch eine Standby-Festplatte auswählen und sofort mit einem Rebuild beginnen.
Die schnelle Reaktionszeit ist wichtig, sollte gleichzeitig eine weitere Platte ausfallen kann es nämlich je nach RAID-Version bereits zu unwiederbringlichem Datenverlust führen. Dieser kritische Zeitraum wird durch das Hot-Standy weitestmöglich verringert.

Das Thema RAID für unseren Firmenblog schließen wir hiermit zunächst ab. Es werden demnächst aber weitere Artikel folgen, die bekannte gebräuchliche Begriffe, Herangehensweisen sowie manche Tipps und Tricks der IT beleuchten sollen. Halten Sie dafür Ausschau nach dem Themen-Tag „KnowHow“.

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