Ich bin sehr gespannt auf neue Erkenntnisse zu Rechenzentren und bin dann auf RAID-Systeme gestoßen.
Meine Fragen sind vielleicht sehr albern, bitte haben Sie Geduld mit mir.
Generell gilt für alle RAID-Level > 0, z. B. RAID 5: Woher weiß das Betriebssystem, auf welcher Festplatte und in welchem Block sich Dateiblöcke befinden?
Welche Metadaten werden für eine bestimmte Datei gespeichert?
Wenn die Metadaten zu den Dateien tatsächlich gespeichert werden ... Wo werden diese Metadaten physisch gespeichert (und auf welcher Festplatte)?
Wie es heißt, kann RAID 5 einen Festplattenausfall verkraften. Wenn aber die Festplatte mit den Metadaten ausfällt, ist alles verloren, oder?
Ich wollte den Lebenszyklus einer Datei kennen, die in RAID 5 gespeichert werden soll. Wie funktioniert die Aktualisierung und wie funktioniert das Löschen einer Datei?
Enthält jeder Block Informationen zu einer einzelnen oder zu mehreren Dateien?
Kann ich zu dem Schluss kommen, dass mit steigendem RAID-Level die Leseparallelität zunimmt und die Schreibleistung abnimmt?
Antwort1
Welche Metadaten werden für eine bestimmte Datei gespeichert?
RAID hat absolut nichts zu tun mitDateiMetadaten. Es ist lediglich einScheibeAnordnung und führt als solches lediglich eine Übersetzung der Plattenadresse in einen physischen Block durch.
Dateimetadaten sind eine reine Dateisystem-Sache und ein Dateisystem befindet sich auf einer Partition auf einer Festplatte. Es gibt mehrere Übersetzungsebenen zwischen einer Datei und einem Festplattenblock. Was einen Festplattencontroller (den RAID-Controller) betrifft, so wurden die Daten zu einer „Datei“ bereits von den logischen Festplattentreibern des Dateisystems und des Betriebssystems reduziert, um „diesen Datenblock in Festplattenblock Nummer X zu schreiben“, wenn er Daten zu einer „Datei“ erhält.
RAID ordnet die Festplatten in einer präzisen logischen Weise an. Der Controller kennt Details wie die Anzahl der Festplatten, die Stripe-Größe und die Reihenfolge der Festplatten-Strips und kann diese Details berücksichtigen,logischDie vom Betriebssystem übergebene Blockadresse kann berechnet und auf „Datenträger 2, Speicherort Y“ usw. abgebildet werden.
Wie es heißt, kann RAID 5 einen Festplattenausfall verkraften. Wenn aber die Festplatte mit den Metadaten ausfällt, ist alles verloren, oder?
Nein. RAID 5 enthält 1 Platte (mit Daten), die eine logische Summe der anderen Platten ist. Sie haben immer 1 vollständige Kopie aller DatenPlusMetadaten, die der Gesamtsumme der anderen drei Datenträger entsprechen.
Disk1 block + disk2 block + disk3 block = redundant (disk4) block
Sollte ein Laufwerk ausfallen, können Sie die Summe umverteilen, um
Disk1 block + disk2 block + disk4 (redundant) block = disk3 block
So erhalten Sie ein gewisses Maß an Fehlertoleranz, das über Ihre Festplatten verteilt ist. Sollte eine beliebige Festplatte ausfallen, haben Sie immer noch Zugriff auf genügend Daten, um diese Festplatte zu ersetzen. Hoffentlich ersetzen Sie diese Festplatte, bevor eine andere ausfällt, und Sie können die fehlenden Daten wiederherstellen, um die Fehlertoleranz vollständig wiederherzustellen.
Die Mathematik hinter dem redundanten Block ist einen eigenen Artikel wert und ich empfehle Ihnen, denWikipedia-Seite zu RAIDArrays, um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen.
Ich wollte den Lebenszyklus einer Datei kennen, die in RAID 5 gespeichert werden soll. Wie funktioniert die Aktualisierung und wie funktioniert das Löschen einer Datei?
Enthält jeder Block Informationen zu einer einzelnen oder zu mehreren Dateien?
Dateien sind eine Dateisystemkonstruktion und werden von Ihrem Betriebssystem verwaltet. RAID befasst sich ausschließlich mit Festplatten und weiß nichts über Dateien.
Ein Festplattenblock kann eine beliebige Anzahl von Dateien enthalten. Es liegt ganz beim Betriebssystem, die Daten in Blöcken auf der Festplatte abzulegen.
Der RAID-Controller stellt dem Betriebssystem lediglich eine Festplattenschnittstelle dar, das Betriebssystem schreibt Blöcke darauf. Was in diesen Blöcken steht, hängt vom Betriebssystem ab.
Kann ich zu dem Schluss kommen, dass mit steigendem RAID-Level die Leseparallelität zunimmt und die Schreibleistung abnimmt?
Ja, bis zu einem gewissen Grad hängt es vom verwendeten RAID-Level ab und die Schreibleistung nimmt nicht unbedingt ab, wenn die Leseleistung zunimmt. Die Schreibleistung kann je nach Aufgabe (sagen wir) 3/4 der Leseleistung betragen.
AusWikipedia
Im Vergleich zu RAID 4 gleicht die verteilte Parität von RAID 5 die Belastung einer dedizierten Paritätsfestplatte unter allen RAID-Mitgliedern aus. Darüber hinaus wird die Schreibleistung verbessert, da alle RAID-Mitglieder an der Bearbeitung von Schreibanforderungen beteiligt sind. Obwohl es nicht so effizient ist wie ein Striping-Setup (RAID 0), stellt dies kein Engpass mehr dar, da die Parität immer noch geschrieben werden muss.
Da die Paritätsberechnung auf dem gesamten Streifen durchgeführt wird, kommt es bei kleinen Änderungen am Array zu einer Schreibverstärkung:Im schlimmsten Fall, wenn ein einzelner logischer Sektor geschrieben werden soll, müssen der Originalsektor und der zugehörige Paritätssektor gelesen werden, die Originaldaten werden aus der Parität entfernt, die neuen Daten werden in die Parität eingerechnet und sowohl der neue Datensektor als auch der neue Paritätssektor werden geschrieben.