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RAID
Vorbemerkungen
Ein Team an der University of California, Berkeley, veröffentlichte bereits 1987,
dass die
Performance gesteigert werden kann, wenn die Daten auf mehrere kleinere Platten und auf einer
großen verteilt werden. Dabei sinkt die MTBF (mean time between failure) für das gesamte System
allerdings dramatisch. Um diesem zu begegnen, haben sie mehrere RAID-Stufen (RAID-1
bis RAID-5) entwickelt.
Die Industrie hat später noch zwei weitere (RAID-0 und RAID-6) geprägt. RAID steht für
"Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks". Es werden also mehr Platten eingesetzt,
als für
das pure Erreichen der gewünschten Kapazität nötig wären. Auf diese Weise wird der
gesunkenen MTBF entgegengesteuert. In den letzten Jahrzehnten ist die Leistung der Prozessoren
jedes Jahr um das fünf bis zehnfache gestiegen, je nachdem, welcher Statistik man Glauben schenkt.
In derselben Zeit wurde die Plattenkapazität verdoppelt. Die Elektromechanik konnte im
letzten Jahrzehnt jedoch nur soweit verbessert werden, dass die Zugriffsgeschwindigkeit lediglich
um 10 bis 50 Prozent gesteigert werden konnte. Diese Entwicklung hat einige Experten dazu
bewegt, eine gewaltige I/O-Krise vorherzusagen. Da in naher Zukunft keine neue Technologie in Sicht
ist, die magnetisch- bzw. optisch-orientierte Platten als Sekundärspeicher ersetzen
könnte, und die Gesetze der Mechanik nur noch bedingt Verbesserungen an der Technik zulassen,
mussten andere Wege gefunden werden, aus diesem Dilemma zu entkommen.
Man hat die Dateisysteme auf Belastung hin untersucht und festgestellt, dass diese ganz schlecht
über das komplette System verteilt ist. Es existieren sogenannte Brennpunkte (in der
Literatur: ¨hot spots¨). Das sind Bereiche mit sehr hoher Anzahl an Zugriffen, sowie Bereiche
mit geringer bis keiner Aktivität. Teilweise bestehen diese Brennpunkte aus einer einzigen Datei
oder aus einem ganzen Satz von Dateien, die normalerweise auf ein und derselben Platte liegen. Aus dieser
Betrachtung stammt die sogenannte 80/20-Regel. Sie besagt, dass auf den
meisten Systemen auf 20% der Plattenkapazität 80% der I/O-Anfragen anfallen.
Mehrere physikalische Platten, die nach außen hin wie eine gesehen werden. Dadurch erhält
man Transparenz für höhere Schichten der Hardware bzw. des Betriebssystems und erzwingt
praktisch Unterstützung. Die Daten werden in einer definierten Art und Weise auf die verschiedenen
Platten verteilt. Redundanter Plattenplatz wird benutzt, damit Daten auch bei Ausfall einer
oder mehrerer Platten wiederhergestellt werden können.
Die an der UCB spezifizierten RAID-Stufen haben folgende Eigenschaften:
