RAID Systeme PDF - Staatliche Berufsschule 1 Traunstein

**RAID Systeme** **Ausgangssituation:** In der Ausbildungsabteilung der IT-Systeme GmbH soll ein NAS durch ein SAN ersetzt werden. Die Altdaten belegen 90% des Speicherbedarfs des NAS welches eine Speicherkapazität von 8TiB besitzt. Das SAN soll 5 Jahre genutzt werden. Jährlich fallen 450GiB weite...

**RAID Systeme** **Ausgangssituation:** In der Ausbildungsabteilung der IT-Systeme GmbH soll ein NAS durch ein SAN ersetzt werden. Die Altdaten belegen 90% des Speicherbedarfs des NAS welches eine Speicherkapazität von 8TiB besitzt. Das SAN soll 5 Jahre genutzt werden. Jährlich fallen 450GiB weitere Daten an. Im neuen SAN können max. 24 Festplatten mit einer Speicherkapazität von je 1TiB verbaut werden. Zusätzlich sollen die Daten noch mit einem RAID System vor Datenverlust geschützt werden. **Arbeitsauftrag:** Informieren Sie sich zuerst mittels einer PowerPoint Präsentation, wie man mit RAID Systemen Festplatten vor Datenverlust durch Zerstörung vorbeugen kann. Ergänzen Sie während der Präsentation die zur Verfügung gestellten Arbeitsblätter. Überlegen Sie sich dann, welche Art von RAID Sie für Ihre Datensicherung auf das SAN einsetzten würden. Begründen Sie Ihre Entscheidung mit einschlägigen Argumenten. **(Bearbeitungszeit 5min.)** Überprüfen bzw. ermitteln Sie dann die Anzahl der Festplatten für ein RAID 5 und ein RAID 6, die für das SAN mindestens erforderlich sind, um die geplante Datenmenge zu speichern. **(Bearbeitungszeit 20min.)** Präsentieren Sie Ihre Lösung der Klasse und bessern Sie ggf. Fehler aus. Bearbeiten Sie zum Schluss die Übungsaufgaben zum Thema RAID. **(Bearbeitungszeit 10min.)** **Allgemeine Informationen zu RAID** **Eigenschaften von RAID Systemen:** RAID → Redundant Array of Independent Disks Schutz vor Ausfall einer Festplatte durch redundante Speicherung der Daten auf mehreren Festplatten. → Verbesserung der Datensicherung (RAID-Level 1 und höher). Steigerung der Geschwindigkeit der Schreib und Lesezugriff (RAID-Level 0). Festplatten, die zu einer logischen Einheit zusammengefasst werden, nwnnt man Array Sinnvollerweise nimmt man immer identische Festplatten. **Drei Dinge die man über RAID wissen muss:** Es gibt unterschiedliche RAID-Varianten. Nicht alle schützen die Daten ausreichend vor Hardware - Defekten. Die oft beworbenen Geschwindigkeitsvorteile sind in der Praxis meist nicht relevant. RAID ersetzt kein Backup. Im schlimmsten Fall fällt eine andere Festplatte während des Rebuilds aus. Dann sind die Daten definitiv weg! **Was tun, wenn eine Festplatte im RAID System ausfällt?** Wenn in einem RAID eine Festplatte ausfällt, müssen zuerst die Daten auf den verbliebenen Festplatten gesichert und anschließend die defekte Festplatte des RAIDs ausgetauscht werden. **RAID Level:** Die verschiedenen Möglichkeiten werden in RAID Level definiert. Offiziell gibt es 8 RAID-Level (0 bis 7). Level 0 bis 5 sind spezifiziert. In der Praxis haben sich die RAID-Level 0,1,5 und 6 durchgesetzt und reichen aus, um die meisten Anforderungen abzudecken. - RAID 0: Nicht ausfallsicher, dafür schnelle Lese- und Schreibgeschwindigkeit - RAID 1: Ausfallsicher, Gesamtkapazität halbiert sich - RAID 5: \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_, je nach Controller jedoch \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ **Hardware / Software RAID** **Hardware RAID** - - - **Software RAID** - - - **RAID 0:** **[RAID 0 unterstützt keine Redundanz!]** - - - **RAID 1:** - - - **RAID 5:**  - - - - Berechnung der Speicherkapazität: Gesamtanzahl der Platten \* Speicherkapazität der kleinsten Platte -1 \* Speicherkapazität der kleinsten Platte Effizienz = (Bruttospeicherkapazität / Netto Speicherkapazität \* 100% \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ **RAID 6:** - - - - Berechnung der Speicherkapazität: Gesamtanzahl der Platten \* Speicherkapazität der kleinsten Platte -2 \* Speicherkapazität der kleinsten Platte **RAID 0 + 1:** - - - - - - **RAID 1 + 0:** - - - **RAID 5 + 0:** - - - - **Hot Swap:** Eine Festplatte kann im laufenden Betrieb ausgetauscht werden. **Hot Spare:** Eine Festplatte läuft leer mit und springt nach Bedarf ein. **Zusammenfassung:** Füllen Sie die Tabelle aus. Gehen sie von der Mindestanforderung aus. **Festplattengröße 500GB:** RAID 0 1 5 6 0 1 1 0 5 0 ----------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ Brutto 1000 1000 1500 2000 2000 2000 3000 Netto 1000 1000 1000 1000 1000 1000 2000 max. Ausfall 0 1 1 2 2 2 2 Effizienz % 100 50 66 50 50 50 66 Mindest- anzahl 2 2 3 4 4 4 6 **JBOD** JBOD stellt keinen eigenen RAID-Level dar! JBOD steht für „Just a Bunch of Disks" (= nur ein Bündel von Festplatten) JBOD entspricht lediglich einer Aneinanderkettung von Festplatten ohne Verbesserung von Geschwindigkeit und/oder Datensicherheit. Dabei kann man Festplatten unterschiedlicher Umdrehungszahl oder Größe aneinanderhängen. Geschrieben wird wie auf eine gewöhnliche Festplatte. Ist eine Festplatte vollgeschrieben, so wird einfach auf der nächsten Platte weitergeschrieben! Sinnvoll ist diese Technik nur dann, wenn man zu viele Festplatten für seine gewöhnlichen IDE- oder SCSI-Controller besitzt. Mit der angesprochenen Lösung kann man alle Festplatten nun als ein Laufwerk am RAID-Controller ansprechen. Ein Vorteil von JBOD liegt darin, dass ein Festplattenausfall zwar Daten unwiderruflich vernichtet, aber die Daten auf den restlichen Platten meistens erhalten bleiben. JBOD kann außerdem von nahezu jedem System verwendet werden, entweder durch einen entsprechenden Hardware-Controller oder einen Software-Treiber. Achtung: Nicht alle Softwaretreiber erlauben auch die einfache Rettung der Restdaten, wenn eine Festplatte aus dem JBOB-Array ausfällt! **Berechnung des SAN Laufwerks:** In der Ausbildungsabteilung der IT-Systeme GmbH soll ein NAS durch ein SAN ersetzt werden. Die Altdaten belegen 90% des Speicherbedarfs des NAS welches eine Speicherkapazität von 8TiB besitzt. Das SAN soll 5 Jahre genutzt werden. Jährlich fallen 450GiB weitere Daten an. Im neuen SAN können max. 24 Festplatten verbaut werden. Zusätzlich sollen die Daten noch mit einem RAID System vor Datenverlust geschützt werden. a. Ermitteln Sie die Nettodatenmenge in TiB, die auf dem SAN insgesamt gespeichert werden soll. Der Rechenweg ist anzugeben! 8 TiB \* 90% = 7,2 TiB 450 GiB \* 5 Jahre = 2250 GiB 2250 GiB / 1024 = 2,2 TiB 7,2 + 2,2 = 9,4 TiB Gesamte Netto b. Es soll ein RAID 5 eingerichtet werden. Dazu stehen 23 Festplatten zu je 450GiB bereit. Überprüfen Sie rechnerisch, ob die Anzahl der Festplatten ausreicht, um die Daten auf dem SAN zu sichern. Überlegen Sie, unter welchen Voraussetzungen hier Hot Spare realisiert werden könnte? RAID 5: 23 \* 450 GiB = 10350 GiB 23 -- 1 = 22 \* 450 GiB = 9900 GiB 9900 GiB / 1024 = 9,66 TiB 9,66 \> 9,4 =\> 23 Festplatten reichen aus Hot Spor wäre auch möglich, da 24 Stechplätze im SAN vorhandenen sind. Man braucht jedoch eine weitere Festplatte von 450 GiB c. Es soll nun ein RAID 6 eingerichtet werden. Hierfür stehen Festplatten mit einer Speicherkapazität von je 1TiB zur Verfügung. Ermitteln Sie die gerundete Anzahl der Platten, die für das SAN mindestens erforderlich sind, um die geplante Datenmenge speichern zu können. RAID 6: Benötigt werden 9,4 TiB -\> 10 \* 1 TiB -\> Daten +2 \* 1 TiB -\> Parität \-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-- 12 \* 1 TiB d. Warum sollte in Bezug auf Aufgabe c RAID 6 einem RAID 1 vorgezogen werden? Weil bei RAID 1 midestens 20 Festplatten je 1 TiB benötigt werden. und bei RAID6 2 Festplatten dürfen ausfällen.( 1 pro Paar) **\ ** **Übungsaufgaben:** A1) Erklären Sie kurz die Funktionsweise eines RAID-Level 1.  Die Daten werden gespiegelt -\> 50 % Effizienz 1 HD darf ausfallen A2) Kreuzen Sie die richtige Antwort an: RAID-Level 5 funktioniert\...  - - - - A3) Erklären Sie kurz: Was ist ein RAID-Level 0 (inkl. Fachbegriff!)? Erhöht es die Datensicherheit?  A4) Man unterscheidet Plattenspiegelung und Plattenduplexing. Erklären Sie beide Begriffe. Was ist sicherer?  ***[Platten spiegelung nur 1 Festplatten controller ]*** ***[Platten duplexing mit jeweils einem Festplattencontroller ]*** A5) Erklären Sie einem Kunden was die Abkürzung \"JBOD\" ausgeschrieben bedeutet. Erklären Sie den Begriff. Ist \"JBOD\" eine sichere Möglichkeit Daten zu speichern?  - *[keine verbesserte Datensicherheit und Geschwindigkeit ]* A6) Wie kann bei RAID 5 der Speicherplatz berechnet werden? Berechne diesen für 6 Festplatten mit einer Größe von je 2TB. ***Gesamt Anzahl der Platten \* Speicherkapazität -1 \* Speicherkapazität der kleinste Platte*** ***6 \* 2TB -- 1 \* 2 TB = 10 TB*** ***Effizienz: 10 TB / 12 TB \* 100% = 83,3 %***