Jede Sekunde werden Tausende Gigabyte an Daten produziert. Daher benötigen wir effiziente Datenspeicherung, um mit dem Tempo Schritt zu halten. Natürlich haben wir SSDs, die magnetische Festplatten ersetzen, aber wir bleiben zurück, wenn wir die Wiederherstellungsprotokolle nicht gleichzeitig aktualisieren. Ein RAID hat sich als beliebte Lese-/Schreibmethode etabliert, die die Wahrscheinlichkeit von Datenverlust bei mehreren Festplatten verringern kann. RAID 6 ist die neueste Iteration dieser Konfiguration. In diesem Leitfaden erfahren Sie was RAID 6 ist, warum es für das Datenmanagement entscheidend ist und wie Sie RAID 6 für Ihr System konfigurieren.
In diesem Artikel
Teil 1. Was ist RAID 6?
Wie der Name schon sagt, RAID 6 ist die sechste Iteration einer Reihe von Speicherprotokollen, die für ein Mehrfach-Festplatten-Arrangement entwickelt wurden. Es handelt sich um einen Daten-Striping-Prozess, bei dem zwei Festplatten als Backup verwendet werden. Die Daten werden in Form von Blöcken gestreift und auf mehrere Partitionen, einschließlich der Backup-Festplatten, verteilt gespeichert. So bleiben sie auch nach zwei aufeinanderfolgenden Ausfällen zugänglich.
RAID 6 verwendet ein Dual-Parity-System, das jedem Datenblock zwei Backup-Oktette hinzufügt. Diese beziehen sich auf den Standort der jeweiligen Backup-Festplatte. Deshalb ist es hilfreich für integrierte Laufwerke mit Speichereinheiten, die nur wenige Millimeter voneinander entfernt sind.
Leistung von RAID 6
Die Leistung von RAID 6 ist ein Fortschritt in Sachen Datenintegrität und Fehleranalyse, obwohl einige Bereiche, wie Speicherplatz und Schreibgeschwindigkeit, einige Nachteile aufweisen.
Merkmale |
Leistung |
| Fehlertoleranz: | RAID 6 ist eines der zuverlässigsten Protokolle zur Datenerhaltung im Falle eines Systemausfalls. Darüber hinaus ist dies bisher die einzige Speicher-Konfiguration, die zwei aufeinanderfolgende Festplattenausfälle überstehen kann. |
| Fehlerisolation: | Es ist einfacher, Fehler zu isolieren und das Laufwerk zu ersetzen, da sowohl die Laufwerks-Firmware als auch die Dual-Parität Zugriff auf die Daten haben. So können Sie die defekten Festplatten austauschen, ohne das System herunterzufahren. |
| Lesegeschwindigkeit: | Die Lesegeschwindigkeit entspricht anderen Array-Konfigurationen. Sie ist ein Vielfaches der Anzahl der aktiven Laufwerke im System. Beispielsweise hat ein RAID 6 Array mit 8 Laufwerken die doppelte Lesegeschwindigkeit eines Arrays mit 4 Laufwerken. |
| Schreibgeschwindigkeit: | Eine RAID 6-Konfiguration verringert die Schreibgeschwindigkeit auf 1/6 des Standardwertes der Festplatte. Das liegt daran, dass zwei Backup-Oktette an jeden Datenblock angehängt werden müssen. Selbst wenn Sie die Daten im Voll-Stripe (alle Festplatten gleichzeitig) schreiben, beträgt die Geschwindigkeit n-2 (wobei n die Anzahl der Laufwerke ist), was geringer ist als bei allen anderen RAID-Konfigurationen. |
| Speichereffizienz: | Da zwei Festplatten als "Failsafe" benötigt werden und jedem Datensegment zusätzliche Backup-Oktette hinzugefügt werden, ist RAID 6 bei wenigen Laufwerken nicht sehr speichereffizient. Mit 32 Laufwerken, dem Maximum der Konfiguration, wird das Problem abgemildert. Dann kann eine maximale Speichereffizienz von 93,75% erreicht werden. |
Anwendungen von RAID 6
Da RAID 6 mehrere Festplattenslots benötigt und Daten auch bei aufeinanderfolgenden Ausfällen behält, ist es die ideale Konfiguration für die folgenden Anwendungen.
- Verteidigungssysteme
- Banken und andere Finanzinstitute
- Gesundheitswesen
- Sozialversicherung
- Strafverfolgungsbehörden
- Wissenschaftliche Forschung
Vor- und Nachteile von RAID 6
Die RAID 6-Konfigurationhat gegenüber ihren Vorgängern folgende Vor- und Nachteile.
Vorteile
RAID 6 verringert das Risiko von Datenverlust und Dienstverweigerung erheblich. Niemand mag es, wenn der Server nur wegen eines Defekts in einer einzelnen Festplatte ausfällt.
Sie lässt sich einfach für jeden Server und jedes Betriebssystem konfigurieren. Egal, ob Sie Linux oder Windows Exchange verwenden, Sie können RAID 6 für alle Laufwerke anwenden, ohne ein großes Team zu benötigen.
RAID 6 unterstützt doppelte Parität, die die Backup-Laufwerke isoliert, bis sie gebraucht werden. So lassen sich alle Fehler im System leicht erkennen und beheben. Während des Reparaturprozesses bleibt der Zugriff auf die Daten möglich.
Bei einer großen Anzahl von Laufwerken steigt die Lesegeschwindigkeit deutlich an.
Nachteile
RAID 6 bietet eine langsamere Schreibgeschwindigkeit im Vergleich zu anderen Konfigurationen.
Bei wenigen Festplatten ist die Speichereffizienz sehr niedrig. Bei beispielsweise nur 4 Laufwerken (Minimum für RAID 6) beträgt die Speichereffizienz lediglich 50%.
Die Implementierung ist kostspieliger, da zwei Backup-Laufwerke benötigt werden und das System nur bei mehreren Partitionen im selben System effizient arbeitet.
Teil 2. Wie funktioniert RAID 6?
Ein Server mit RAID 6 Speicher-Konfiguration unterteilt die Daten in Blöcke. Jeder Block verfügt über eine minimale Datenzuweisung und eine Adresse. Nachdem ein Block voll ist, wird er an einen bestimmten Ort mit der entsprechenden Adresse verschoben. Zusätzlich erhält er zwei Paritätsstreifen, die auf zwei separaten Backup-Festplatten gespeichert werden. Dies erhöht die durchschnittliche mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) und ermöglicht es dem Administrator, Datenverluste innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens zu analysieren und zu minimieren.
Eine Datei lässt sich einfach anhand ihrer Datenblockadresse bei regulären Funktionen finden. Im Falle eines Festplattenausfalls können die gleichen Daten von den Backup-Festplatten mit Hilfe der Paritätsstreifen wiederhergestellt werden.
Da die Backup-Festplatten vom primären Datenbestand getrennt sind, ist keine Abschaltung des Systems erforderlich. Die Wiederherstellungs- und Reparaturprozesse können mit weiterhin eingebauten Backup-Laufwerken erfolgen. Da zwei Backup-Laufwerke vorhanden sind, kann das System einen weiteren Fehler aushalten. Deshalb kann man die RAID 6-Konfiguration in einem SSD-HDD-Hybridsystem verwenden.
Teil 3. Wie konfiguriert man RAID 6?
Der Prozess zur Konfiguration von RAID 6 ist für verschiedene Systeme unterschiedlich. Da die meisten Server heute Linux als Betriebssystem nutzen, beschreibt dieser Leitfaden den Prozess für Linux im Detail.
- Installieren Sie das 'mdadm'-Tool auf Ihrem System und verwenden Sie den Befehl
fdisk, um alle angeschlossenen Laufwerke zu überprüfen. - Erstellen Sie mit folgendem Befehl eine neue Partition für die RAID 6 Laufwerke:
# fdisk /dev/sdb
Sie können ‚sdb‘ durch ‚sdc‘, ‚sdd‘ usw. für verschiedene Partitionen ersetzen. Beachten Sie, dass RAID 6 bis zu 32 Laufwerke gleichzeitig unterstützt, wobei zwei davon immer als Backup dienen.
- Drücken Sie ‘N’, um eine neue Partition zu erstellen. Sie können sie zur primären Partition machen, indem Sie P wählen und ihr die Nummer 1 zuweisen. Wenn Sie fertig sind, drücken Sie ‘P’, um den Abschnitt anzuzeigen.
- Sie können den Vorgang für die verbleibenden Partitionen wiederholen. Dabei müssen Sie nicht jedes Mal eine Partitionsnummer manuell vergeben. Drücken Sie stattdessen einfach zweimal die Eingabetaste, und Linux weist automatisch den Standardwert zu.
Verwenden Sie die ‘L’ Taste, um die Liste aller verfügbaren Partitionen zu durchblättern. Sie können ‘t’ eingeben, um die Partition auszuwählen, und ‘w’, um Änderungen zu schreiben.
- Nachdem Sie die Partitionen erstellt haben, können Sie mit folgendem Befehl überprüfen, ob Super-Blöcke angelegt wurden. Diese verbrauchen viel Speicherplatz und können das Schreiben von Daten auf die Festplatte zusätzlich verlangsamen.
# mdadm -E /dev/sd[b-e]1
Sie können ‚b-e‘ durch die von Ihnen verwendete Namensgebung ersetzen.
- Nun können Sie ein neues RAID-Gerät erstellen und das entsprechende Level auf alle Partitionen anwenden. Verwenden Sie dazu folgenden Befehl.
# mdadm --create /dev/md0 --level=6 --raid devices=4 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1
#cat /proc/mdstat
Wenn Sie wissen, wie RAID 6 funktioniert, können Sie die RAID-Geräte mit dem Befehl überprüfen # mdadm -E /dev/sd[b-e]1
- Als nächstes sollten Sie verifizieren, dass das RAID-Array aktiv ist und das erneute Synchronisieren auf Ihrem System begonnen hat. Geben Sie folgenden Befehl ein, um dies zu überprüfen.
# mdadm --detail /dev/md0
- Erstellen Sie nun mit dem Befehl
mkfs.ext4das Dateisystem und mounten Sie es unter/mnt/raid6. Je nach Anforderung können Sieext4auch durchntfsoderfat32ersetzen.
# mkfs.ext4 /dev/mod0
# mkdir /mnt/raid6
# mount /dev/mod0 /mnt/raid6
- Erstellen Sie einige Testdateien und bearbeiten Sie diese, um sicherzustellen, dass die Partitionen korrekt funktionieren.
- Speichern Sie die RAID-6-Konfiguration und überprüfen Sie den Status des virtuellen Geräts
/dev/md0mit folgendem Befehl.
# mdadm --detail --scan --verbose >> /etc/mdadm.conf
# mdadm --detail /dev/md0
Nach Abschluss des Prozesses können Sie mit dem Befehl fdisk einige Ersatzlaufwerke hinzufügen, um für zukünftige Wartungen Zeit zu sparen.
Was passiert, wenn die RAID-6-Konfiguration fehlschlägt?
Es kann vorkommen, dass eine RAID-6-Konfiguration mehrere Festplattenausfälle erleidet und dabei wichtige Dateien verloren gehen.
Häufig gestellte Fragen
Wie viele Festplatten werden für RAID 6 benötigt?
Es sollten mindestens vier Laufwerke für RAID 6 in einem System vorhanden sein. Die nutzbare Kapazität beträgt immer zwei weniger als die Anzahl der verfügbaren Laufwerke. Dadurch wird eine höhere Fehlertoleranz erreicht, da die Ersatzlaufwerke bei Ausfall des primären Laufwerks einspringen können.
Wie viele Festplatten können bei RAID 6 ausfallen?
RAID 6 kann den Ausfall von Festplatten zweimal verkraften, bevor ein Backup erforderlich wird. Der Fehler kann entweder gleichzeitig oder nacheinander auftreten. Das Schlüsselkonzept ist es, die beschädigten Laufwerke zu isolieren und zu reparieren, ohne den Zugriff auf die Daten zu verlieren.
Ist RAID 5 oder RAID 6 besser?
Wenn Sie ein System ohne Archiv betreiben, aber dennoch eine umfangreiche Datenbank wünschen, reicht RAID 5 aus. Wenn Sie jedoch eine ordnungsgemäße Sicherung für einen umfangreichen Datensatz benötigen, sollten Sie RAID 6 wählen.
Erhöht RAID 6 die Geschwindigkeit?
Bezüglich der Lesegeschwindigkeit ist die Leistung von RAID 6 mit anderen unabhängigen Festplattenarrays vergleichbar. Beim Schreiben von Daten bietet RAID 6 jedoch nur ein Sechstel der tatsächlichen Geschwindigkeit im Vergleich zum Betrieb mit einer einzelnen Festplatte.
Fazit
In einer Welt mit zunehmender Malware und Cyberangriffen sind Schutzmaßnahmen wichtiger denn je. Wenn Sie eine Datenbank benötigen, die auch nach einem Festplattenausfall verfügbar bleibt, können Kenntnisse zum Aufbau von RAID 6 Ihr Leben erheblich erleichtern.
