Standard-RAID-Level - Standard RAID levels

Bei Computerspeichern umfassen die Standard-RAID-Stufen einen grundlegenden Satz von RAID- Konfigurationen (" Redundant Array of Independent Disks " oder " Redundant Array of Inexpensive Disks "), die Striping- , Spiegelungs- oder Paritätstechniken verwenden , um große zuverlässige Datenspeicher aus mehrere Allzweck-Computer -Festplattenlaufwerke (HDDs). Die gängigsten Typen sind RAID 0 (Striping), RAID 1 (Mirroring) und seine Varianten, RAID 5 (Distributed Parity) und RAID 6 (Dual Parity). Mehrere RAID-Level können auch kombiniert oder verschachtelt werden , zum Beispiel RAID 10 (Striping von Spiegeln) oder RAID 01 (Spiegeln von Stripe-Sets). RAID-Level und die dazugehörigen Datenformate werden von der Storage Networking Industry Association (SNIA) im Common RAID Disk Drive Format (DDF)-Standard standardisiert. Die numerischen Werte dienen nur als Identifikatoren und bedeuten keine Leistung, Zuverlässigkeit, Generation oder andere Metriken.

Während die meisten RAID-Level einen guten Schutz vor und Wiederherstellung von Hardwaredefekten oder defekten Sektoren/Lesefehlern ( Hard Errors ) bieten können, bieten sie keinen Schutz vor Datenverlust durch katastrophale Ausfälle (Feuer, Wasser) oder Soft Errors wie Benutzerfehler , Softwarefehler oder Malware-Infektion. Bei wertvollen Daten ist RAID nur ein Baustein eines umfassenderen Schemas zur Verhinderung und Wiederherstellung von Datenverlust – es kann einen Backup- Plan nicht ersetzen .

RAID 0

RAID 0 (auch bekannt als Stripe-Set oder Stripeset-Volume ) verteilt (" Stripes ") Daten gleichmäßig auf zwei oder mehr Festplatten, ohne Paritätsinformationen , Redundanz oder Fehlertoleranz . Da RAID 0 keine Fehlertoleranz oder Redundanz bietet, führt der Ausfall eines Laufwerks zum Ausfall des gesamten Arrays; Da die Daten auf alle Festplatten verteilt sind, führt der Fehler zu einem vollständigen Datenverlust. Diese Konfiguration wird typischerweise mit Geschwindigkeit als beabsichtigtem Ziel implementiert. RAID 0 wird normalerweise zur Leistungssteigerung verwendet, kann aber auch dazu verwendet werden, ein großes logisches Volume aus zwei oder mehr physischen Festplatten zu erstellen .

Ein RAID 0-Setup kann mit Festplatten unterschiedlicher Größe erstellt werden, aber der Speicherplatz, der dem Array von jeder Festplatte hinzugefügt wird, ist auf die Größe der kleinsten Festplatte beschränkt. Wenn beispielsweise eine 120-GB-Festplatte zusammen mit einer 320-GB-Festplatte gestriped wird, beträgt die Größe des Arrays 120 GB × 2 = 240 GB. Bei einigen RAID-Implementierungen können die verbleibenden 200 GB jedoch für andere Zwecke verwendet werden.

Das Diagramm in diesem Abschnitt zeigt, wie die Daten in A x Stripes auf zwei Festplatten verteilt werden, wobei A1:A2 als erster Stripe, A3:A4 als zweiter Stripe usw 0-Array, muss es jederzeit gepflegt werden. Da auf die Stripes parallel zugegriffen wird, erscheint ein RAID 0-Array mit n Laufwerken als eine einzelne große Platte mit einer n- mal höheren Datenrate als die Einzelplattenrate.

Leistung

Ein RAID 0-Array aus n Laufwerken bietet bis zu n- mal höhere Übertragungsraten beim Lesen und Schreiben von Daten wie die einzelnen Laufwerksraten, jedoch ohne Datenredundanz. Daher wird RAID 0 hauptsächlich in Anwendungen verwendet, die eine hohe Leistung erfordern und eine geringere Zuverlässigkeit tolerieren, wie z. B. im wissenschaftlichen Rechnen oder in Computerspielen .

Einige Benchmarks von Desktop-Anwendungen zeigen, dass die RAID 0-Leistung geringfügig besser ist als die eines einzelnen Laufwerks. Ein anderer Artikel untersuchte diese Behauptungen und kam zu dem Schluss, dass "Striping nicht immer die Leistung erhöht (in bestimmten Situationen ist es tatsächlich langsamer als ein Nicht-RAID-Setup), aber in den meisten Situationen führt es zu einer erheblichen Leistungsverbesserung". Synthetische Benchmarks zeigen unterschiedliche Leistungsverbesserungen, wenn mehrere HDDs oder SSDs in einem RAID 0-Setup verwendet werden, im Vergleich zur Leistung eines einzelnen Laufwerks. Allerdings zeigen auch einige synthetische Benchmarks Leistungseinbußen für den gleichen Vergleich.

RAID 1

RAID 1 besteht aus einer exakten Kopie (oder Spiegelung ) eines Datensatzes auf zwei oder mehr Festplatten; Ein klassisches gespiegeltes RAID 1-Paar enthält zwei Festplatten. Diese Konfiguration bietet keine Parität, Striping oder Aufteilung des Festplattenspeichers auf mehrere Festplatten, da die Daten auf allen Festplatten des Arrays gespiegelt werden und das Array nur so groß sein kann wie die kleinste Mitgliedsfestplatte. Dieses Layout ist nützlich, wenn die Leseleistung oder -zuverlässigkeit wichtiger ist als die Schreibleistung oder die resultierende Datenspeicherkapazität.

Das Array funktioniert weiter, solange mindestens ein Mitgliedslaufwerk betriebsbereit ist.

Leistung

Jede Leseanforderung kann von jedem Laufwerk im Array bedient und verarbeitet werden; Daher kann die zufällige Leseleistung eines RAID 1-Arrays je nach Art der E/A-Last der Summe der Leistung jedes Mitglieds entsprechen, während die Schreibleistung auf dem Niveau einer einzelnen Festplatte bleibt. Wenn jedoch Festplatten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in einem RAID 1-Array verwendet werden, entspricht die Gesamtschreibleistung der Geschwindigkeit der langsamsten Festplatte.

Synthetische Benchmarks zeigen unterschiedliche Leistungsverbesserungen, wenn mehrere HDDs oder SSDs in einem RAID 1-Setup verwendet werden, im Vergleich zur Leistung eines einzelnen Laufwerks. Allerdings zeigen auch einige synthetische Benchmarks Leistungseinbußen für den gleichen Vergleich.

RAID 2

RAID 2 , das in der Praxis selten verwendet wird, streift Daten auf Bit- (statt auf Block-) Ebene und verwendet einen Hamming-Code zur Fehlerkorrektur . Die Festplatten werden vom Controller so synchronisiert, dass sie sich mit derselben Winkelausrichtung drehen (sie erreichen den Index gleichzeitig), sodass er im Allgemeinen nicht mehrere Anfragen gleichzeitig bedienen kann. Abhängig von einem Hamming-Code mit hoher Rate würden jedoch viele Spindeln parallel arbeiten, um gleichzeitig Daten zu übertragen, so dass "sehr hohe Datenübertragungsraten" möglich sind, wie beispielsweise im DataVault, wo 32 Datenbits gleichzeitig übertragen wurden.

Da alle Festplattenlaufwerke eine interne Fehlerkorrektur implementieren, bot die Komplexität eines externen Hamming-Codes gegenüber der Parität kaum Vorteile, sodass RAID 2 selten implementiert wurde; es ist die einzige ursprüngliche RAID-Stufe, die derzeit nicht verwendet wird.

RAID 3

Das in der Praxis selten verwendete RAID 3 besteht aus Striping auf Byte- Ebene mit einer dedizierten Paritätsplatte . Eines der Merkmale von RAID 3 besteht darin, dass es im Allgemeinen nicht mehrere Anfragen gleichzeitig bedienen kann, was geschieht, weil jeder einzelne Datenblock per Definition auf alle Mitglieder des Satzes verteilt wird und sich auf jeder Festplatte am selben physischen Ort befindet. Daher erfordert jede E/A- Operation Aktivität auf jeder Platte und erfordert normalerweise synchronisierte Spindeln.

Damit eignet er sich für Anwendungen, die bei langen sequentiellen Lese- und Schreibvorgängen höchste Übertragungsraten erfordern, beispielsweise unkomprimierte Videobearbeitung. Anwendungen, die kleine Lese- und Schreibvorgänge von zufälligen Speicherorten durchführen, erzielen die schlechteste Leistung auf dieser Ebene.

Die Anforderung, dass sich alle Festplatten synchron (im Gleichschritt ) drehen, fügte Designüberlegungen hinzu, die keine signifikanten Vorteile gegenüber anderen RAID-Levels boten. Sowohl RAID 3 als auch RAID 4 wurden schnell durch RAID 5 ersetzt. RAID 3 wurde normalerweise in Hardware implementiert, und die Leistungsprobleme wurden durch die Verwendung großer Festplatten-Caches behoben.

RAID 4

RAID 4 besteht aus Striping auf Blockebene mit einer dedizierten Paritätsfestplatte . Aufgrund seines Layouts bietet RAID 4 eine gute Leistung bei zufälligen Lesevorgängen, während die Leistung bei zufälligen Schreibvorgängen gering ist, da alle Paritätsdaten auf eine einzelne Festplatte geschrieben werden müssen, es sei denn, das Dateisystem ist RAID-4-fähig und kompensiert dies das.

Ein Vorteil von RAID 4 besteht darin, dass es ohne Paritätsneuberechnung schnell online erweitert werden kann, solange die neu hinzugefügten Festplatten vollständig mit 0 Byte gefüllt sind.

In Diagramm 1 würde eine Leseanforderung für Block A1 von Platte 0 bedient. Eine gleichzeitige Leseanforderung für Block B1 müsste warten, aber eine Leseanforderung für B2 könnte gleichzeitig von Platte 1 bedient werden.

RAID 5

RAID 5 besteht aus Striping auf Blockebene mit verteilter Parität. Anders als bei RAID 4 werden die Paritätsinformationen auf die Laufwerke verteilt. Es erfordert, dass alle Laufwerke außer einem vorhanden sind, um zu funktionieren. Bei Ausfall eines einzelnen Laufwerks können nachfolgende Lesevorgänge aus der verteilten Parität berechnet werden, sodass keine Daten verloren gehen. RAID 5 erfordert mindestens drei Festplatten.

Es gibt viele Daten- und Paritätslayouts in einem RAID 5-Festplatten-Array, abhängig von der Schreibreihenfolge auf den Festplatten, d. h.:

1. die Reihenfolge der geschriebenen Datenblöcke, von links nach rechts oder von rechts nach links auf dem Disk-Array, der Disks 0 bis N, und
2. die Position des Paritätsblocks am Anfang oder Ende des Streifens und
3. die Position des ersten Blocks eines Streifens in Bezug auf die Parität des vorherigen Streifens.

Die rechte Abbildung zeigt 1) von links nach rechts geschriebene Datenblöcke, 2) den Paritätsblock am Ende des Stripes und 3) den ersten Block des nächsten Stripes, der sich nicht auf derselben Platte wie der Paritätsblock des vorherigen Stripes befindet. Es kann als Left Asynchronous RAID 5-Layout bezeichnet werden und ist das einzige Layout, das in der letzten Ausgabe des vom nicht mehr existierenden Raid Advisory Board veröffentlichten Raid Book identifiziert wurde . In einem synchronen Layout wird der erste Datenblock des nächsten Stripes auf das gleiche Laufwerk geschrieben wie der Paritätsblock des vorherigen Stripes.

Im Vergleich zu RAID 4 gleicht die verteilte Parität von RAID 5 die Belastung einer dedizierten Paritätsfestplatte unter allen RAID-Mitgliedern aus. Außerdem wird die Schreibleistung erhöht, da alle RAID-Mitglieder an der Verarbeitung von Schreibanforderungen teilnehmen. Obwohl es nicht so effizient ist wie ein Striping-Setup (RAID 0), da die Parität noch geschrieben werden muss, ist dies kein Flaschenhals mehr.

Da die Paritätsberechnung auf dem gesamten Stripe durchgeführt wird, erfahren kleine Änderungen im Array eine Schreibverstärkung : Im schlimmsten Fall, wenn ein einzelner, logischer Sektor geschrieben werden soll, müssen der Originalsektor und der zugehörige Paritätssektor gelesen werden, die Originaldaten aus der Parität entfernt wird, werden die neuen Daten in die Parität eingerechnet und sowohl der neue Datensektor als auch der neue Paritätssektor werden geschrieben.

RAID 6

RAID 6 erweitert RAID 5, indem es einen weiteren Paritätsblock hinzufügt ; Daher verwendet es Striping auf Blockebene mit zwei Paritätsblöcken, die über alle Mitgliedsfestplatten verteilt sind.

Wie bei RAID 5 gibt es viele Layouts von RAID 6 Disk Arrays, abhängig von der Richtung, in die die Datenblöcke geschrieben werden, der Position der Paritätsblöcke in Bezug auf die Datenblöcke und ob der erste Datenblock eines nachfolgenden Stripes geschrieben wird oder nicht auf das gleiche Laufwerk wie der letzte Paritätsblock des vorherigen Stripes. Die Abbildung rechts ist nur eine von vielen solchen Anordnungen.

Laut der Storage Networking Industry Association (SNIA) lautet die Definition von RAID 6: „Jede Form von RAID, die weiterhin Lese- und Schreibanforderungen an alle virtuellen Festplatten eines RAID-Arrays ausführen kann, wenn zwei gleichzeitige Festplattenausfälle vorliegen. Zur Implementierung von RAID Level 6 wurden verschiedene Methoden verwendet, darunter Dual-Check-Datenberechnungen (Parität und Reed-Solomon ), orthogonale Dual-Parity-Check-Daten und diagonale Parität.

Leistung

RAID 6 hat keine Leistungseinbußen bei Lesevorgängen, jedoch aufgrund des mit Paritätsberechnungen verbundenen Overheads bei Schreibvorgängen einen Leistungseinbußen. Die Leistung variiert stark, je nachdem, wie RAID 6 in der Speicherarchitektur des Herstellers implementiert ist – in Software, Firmware oder durch Verwendung von Firmware und spezialisierten ASICs für intensive Paritätsberechnungen. RAID 6 kann mit derselben Anzahl physischer Laufwerke bis zu derselben Geschwindigkeit wie RAID 5 lesen.

Wenn entweder diagonale oder orthogonale duale Parität verwendet wird, ist eine zweite Paritätsberechnung für Schreiboperationen erforderlich. Dies verdoppelt den CPU-Overhead für RAID-6-Schreibvorgänge im Vergleich zu RAID-Levels mit einfacher Parität. Wenn ein Reed-Solomon-Code verwendet wird, ist die zweite Paritätsberechnung unnötig. Reed Solomon hat den Vorteil, dass alle Redundanzinformationen in einem bestimmten Stripe enthalten sind.

Vereinfachtes Paritätsbeispiel

Angenommen, wir möchten unsere Daten auf Blöcke verteilen . Unser Ziel ist es, zwei Paritätswerte und zu definieren , die als Syndrome bekannt sind , was zu einem System physischer Laufwerke führt, das gegen den Verlust von zwei von ihnen widerstandsfähig ist. Um mehr als ein einzelnes unabhängiges Syndrom zu erzeugen, müssen wir unsere Paritätsberechnungen an Datenblöcken der Größe durchführen. Eine typische Wahl in der Praxis ist eine Blockgröße , dh das Striping der Daten pro Byte. Wir bezeichnen die Basis-2-Darstellung eines Datenblocks als , wobei jeder entweder 0 oder 1 ist. ${\displaystyle n}$${\displaystyle\mathbf{P}}$${\displaystyle\mathbf{Q}}$${\displaystyle n+2}$${\displaystyle k>1.}$${\displaystyle k=8}$${\displaystyle D}$${\displaystyle d_{0}d_{1}...d_{k-1}}$${\displaystyle d_{i}}$

Wenn wir eine kleine Anzahl von Chunks verwenden , können wir eine einfache Paritätsberechnung verwenden, die dazu beiträgt, die Verwendung des Reed-Solomon-Systems im allgemeinen Fall zu motivieren. Für unseren ersten Paritätswert berechnen wir wie bei RAID 5 das einfache XOR der Daten über die Stripes${\displaystyle n\leq k}$${\displaystyle\mathbf{P}}$

wobei bezeichnet den XOR-Operator. Der zweite Paritätswert ist analog, jedoch ist jeder Datenblock um einen anderen Betrag bitverschoben. Schreiben , wir definieren ${\displaystyle \oplus}$${\displaystyle \mathrm {shift} (D)=d_{1}...d_{k-1}d_{0}}$Im Falle eines einzelnen Laufwerksausfalls können die Daten wie bei RAID 5 neu berechnet werden . Wir zeigen, dass wir auch nach einem gleichzeitigen Ausfall von 2 Laufwerken wiederherstellen können. Wenn wir einen Datenblock verlieren und können wir die verbleibenden Daten wiederherstellen, indem wir die Tatsache verwenden, dass . Angenommen, auf einem System mit Chunks ist das Laufwerk mit dem Chunk ausgefallen. Wir können berechnen${\displaystyle\mathbf{P}}$${\displaystyle\mathbf{P}}$${\displaystyle\mathbf{Q}}$${\displaystyle D\oplus D=0}$${\displaystyle n=4}$${\displaystyle D_{3}}$

und Wiederherstellen der verlorenen Daten durch Rückgängigmachen der Bitverschiebung. Wir können uns auch nach dem Ausfall von zwei Datenträgern erholen, indem wir das XOR von und mit den verbleibenden Daten berechnen. Wenn im vorherigen Beispiel auch Chunk verloren gegangen wäre, würden wir berechnen${\displaystyle D_{3}}$${\displaystyle\mathbf{P}}$${\displaystyle\mathbf{Q}}$${\displaystyle D_{0}}$

Auf bitweiser Ebene stellt dies ein Gleichungssystem in Unbekannten dar, das die verlorenen Daten eindeutig bestimmt. ${\displaystyle 2k}$${\displaystyle 2k}$

Dieses System funktioniert nicht mehr, wenn es auf eine größere Anzahl von Laufwerken angewendet wird . Dies liegt daran, dass wir, wenn wir den Verschiebungsoperator mehrmals auf ein Stück Länge anwenden , wieder dort landen, wo wir angefangen haben. Wenn wir versuchten, den obigen Algorithmus auf ein System mit Datenplatten anzuwenden , wäre die rechte Seite der zweiten Gleichung , die dem ersten Gleichungssatz entspricht. Dies würde nur halb so viele Gleichungen ergeben, wie zum Auflösen der fehlenden Werte benötigt werden. ${\displaystyle n>k}$${\displaystyle k}$${\displaystyle k}$${\displaystyle k}$${\displaystyle D_{0}\oplus \mathrm {shift} ^{k}(D_{k})=D_{0}\oplus D_{k}}$

Allgemeines Paritätssystem

Durch eine sorgfältigere Wahl der Paritätsfunktion ist es möglich, eine weitaus größere Anzahl von Laufwerken zu unterstützen. Das Problem, mit dem wir konfrontiert sind, ist sicherzustellen, dass ein Gleichungssystem über dem endlichen Körper eine eindeutige Lösung hat, also wenden wir uns der Theorie der Polynomgleichungen zu. Betrachten Sie das Galois-Feld mit . Dieser Körper ist isomorph zu einem Polynomkörper für ein geeignetes irreduzibles Polynom vom Grad über . Wir werden die Datenelemente als Polynome im Galois-Feld darstellen. Lassen Sie die Datenstreifen über Festplatten entsprechen, die auf diese Weise als Feldelemente codiert sind. Wir werden verwenden , um die Addition im Feld zu bezeichnen, und die Verkettung, um die Multiplikation zu bezeichnen. Die Wiederverwendung von ist beabsichtigt: Dies liegt daran, dass die Addition im endlichen Körper den XOR-Operator darstellt, sodass die Berechnung der Summe zweier Elemente der Berechnung von XOR an den Polynomkoeffizienten entspricht. ${\displaystyle \mathbb {Z} _{2}}$ ${\displaystyle GF(m)}$${\displaystyle m=2^{k}}$${\displaystyle F_{2}[x]/(p(x))}$ ${\displaystyle p(x)}$${\displaystyle k}$${\displaystyle \mathbb {Z} _{2}}$${\displaystyle D}$${\displaystyle \mathbf {D} =d_{k-1}x^{k-1}+d_{k-2}x^{k-2}+...+d_{1}x+d_{0 }}$${\displaystyle \mathbf{D}_{0},...,\mathbf{D}_{n-1}\in GF(m)}$${\displaystyle \oplus}$${\displaystyle \oplus}$${\displaystyle \mathbb {Z} _{2}}$

Ein Generator eines Feldes ist ein Element des Feldes, das für jedes nicht-negative unterschiedlich ist . Dies bedeutet, dass jedes Element des Feldes außer dem Wert als Potenz von geschrieben werden kann. Ein endliches Feld hat garantiert mindestens einen Generator. Wählen Sie einen solchen Generator aus und definieren Sie und wie folgt: ${\displaystyle g^{i}}$${\displaystyle i<m-1}$${\displaystyle 0}$${\displaystyle g.}$${\displaystyle g}$${\displaystyle\mathbf{P}}$${\displaystyle\mathbf{Q}}$

Wie zuvor ist die erste Prüfsumme nur das XOR jedes Streifens, obwohl es jetzt als Polynom interpretiert wird. Die Wirkung von kann man sich als die Wirkung eines sorgfältig ausgewählten Schieberegisters mit linearer Rückkopplung auf den Datenblock vorstellen. Im Gegensatz zur Bitverschiebung in dem vereinfachten Beispiel, die nur mehrmals angewendet werden konnte, bevor die Codierung begann, sich zu wiederholen, wird durch die mehrfache Anwendung des Operators garantiert, dass einzigartige invertierbare Funktionen erzeugt werden, die es ermöglichen, dass eine Chunk-Länge bis zu Datenstücke unterstützt. ${\displaystyle\mathbf{P}}$${\displaystyle g^{i}}$${\displaystyle k}$${\displaystyle g}$${\displaystyle m=2^{k}-1}$${\displaystyle k}$${\displaystyle 2^{k}-1}$

Wenn ein Datenblock verloren geht, ist die Situation ähnlich wie zuvor. Im Fall von zwei verlorenen Datenblöcken können wir die Wiederherstellungsformeln algebraisch berechnen. Angenommen, und sind die verlorenen Werte mit , dann finden wir unter Verwendung der anderen Werte von Konstanten und : ${\displaystyle \mathbf {D} _{i}}$${\displaystyle \mathbf{D} _{j}}$${\displaystyle i\neq j}$${\displaystyle D}$${\displaystyle A}$${\displaystyle B}$

Wir können in der zweiten Gleichung nach auflösen und sie in die erste einsetzen, um zu finden , und dann . ${\displaystyle D_{i}}$${\displaystyle D_{j}=(g^{m-i+j}\oplus 1)^{-1}(g^{mi}B\oplus A)}$${\displaystyle D_{i}=A\oplus D_{j}}$

Im Gegensatz zu P ist die Berechnung von Q relativ CPU-intensiv, da sie eine polynomische Multiplikation in beinhaltet . Dies kann durch eine Hardwareimplementierung oder durch die Verwendung eines FPGAs abgeschwächt werden . ${\displaystyle F_{2}[x]/(p(x))}$

Vergleich

Die folgende Tabelle bietet einen Überblick über einige Überlegungen zu Standard-RAID-Levels. In jedem Fall wird die Platzeffizienz des Arrays als Ausdruck in Bezug auf die Anzahl der Laufwerke n angegeben ; Dieser Ausdruck bezeichnet einen Bruchteilwert zwischen null und eins, der den Bruchteil der Summe der verfügbaren Laufwerkskapazitäten darstellt. Wenn beispielsweise drei Laufwerke in RAID 3 angeordnet sind, ergibt dies eine Array-Speicherplatzeffizienz von 1 − 1/ n = 1 − 1/3 = 2/3 ≈ 67 % ; Wenn also jedes Laufwerk in diesem Beispiel eine Kapazität von 250 GB hat, hat das Array eine Gesamtkapazität von 750 GB, aber die für die Datenspeicherung nutzbare Kapazität beträgt nur 500 GB.

Niveau	Beschreibung	Mindestanzahl von Laufwerken	Raumeffizienz	Fehlertoleranz	Leseleistung	Schreibleistung
					als Faktor der Einzelscheibe
RAID 0	Striping auf Blockebene ohne Parität oder Spiegelung	2	1	Keiner	n	n
RAID 1	Spiegelung ohne Parität oder Striping	2	1/n	n − 1 Laufwerksausfälle	n	1
RAID 2	Bit-Level-Striping mit Hamming-Code zur Fehlerkorrektur	3	1 − 1/nlog 2 ( n + 1)	Ein Laufwerksfehler	Kommt darauf an	Kommt darauf an
RAID 3	Striping auf Byte-Ebene mit dedizierter Parität	3	1 − 1/n	Ein Laufwerksfehler	n − 1	n − 1
RAID 4	Striping auf Blockebene mit dedizierter Parität	3	1 − 1/n	Ein Laufwerksfehler	n − 1	n − 1
RAID 5	Striping auf Blockebene mit verteilter Parität	3	1 − 1/n	Ein Laufwerksfehler	n	Einzelsektor: 1/4 Vollstreifen: n − 1
RAID 6	Striping auf Blockebene mit doppelter verteilter Parität	4	1 − 2/n	Zwei Laufwerksfehler	n	Einzelsektor: 1/6 Vollstreifen: n − 2

Systemauswirkungen

Bei der Messung der I/O-Leistung von fünf Dateisystemen mit fünf Speicherkonfigurationen – einzelne SSD, RAID 0, RAID 1, RAID 10 und RAID 5 wurde gezeigt, dass F2FS auf RAID 0 und RAID 5 mit acht SSDs EXT4 um das Fünffache übertrifft und 50 mal. Die Messungen deuten auch darauf hin, dass der RAID-Controller ein erheblicher Engpass beim Aufbau eines RAID-Systems mit Hochgeschwindigkeits-SSDs sein kann.

Verschachteltes RAID

Kombinationen aus zwei oder mehr Standard-RAID-Levels. Sie werden auch als RAID 0+1 oder RAID 01, RAID 0+3 oder RAID 03, RAID 1+0 oder RAID 10, RAID 5+0 oder RAID 50, RAID 6+0 oder RAID 60 und RAID 10+0 bezeichnet oder RAID100.

Nicht-Standard-Varianten

Neben Standard-RAID-Levels und verschachtelten RAID-Levels umfassen Alternativen nicht standardmäßige RAID-Levels und Nicht-RAID-Laufwerkarchitekturen . Nicht-RAID-Laufwerkarchitekturen werden mit ähnlichen Begriffen und Akronymen bezeichnet, insbesondere JBOD ("Just a Bunch of Disks"), SPAN/BIG und MAID ("Massive Array of Idle Disks").

Anmerkungen

Verweise

Weiterlesen

• "Lernen über RAID" . Support.Dell.com . Dell . 2009. Archiviert vom Original am 20.02.2009 . Abgerufen 2016-04-15 .
• Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAIDs) , Kapitel 38 aus dem Buch Operating Systems: Three Easy Pieces von Remzi H. Arpaci-Dusseau und Andrea C. Arpaci-Dusseau

Externe Links

• IBM Zusammenfassung zu RAID-Levels
• RAID 5-Paritätserklärungs- und Überprüfungstool
• RAID-Rechner für Standard-RAID-Level und andere RAID-Tools
• Sun StorEdge 3000 Family Configuration Service 2.5 Benutzerhandbuch: RAID-Grundlagen