Um die Lesbarkeit der folgenden Kapitel in diesem Buch zu erleichtern, finden Sie hier einige wichtige Begriffe zur Festplatten-Array-Speicherung. Um die Kompaktheit der Kapitel zu gewährleisten, wird auf detaillierte technische Erläuterungen verzichtet.
SCSI:
Die Abkürzung steht für „Small Computer System Interface“ und wurde ursprünglich 1979 als Schnittstellentechnologie für Minicomputer entwickelt, wurde jedoch mit der Weiterentwicklung der Computertechnologie nun vollständig auf normale PCs portiert.
ATA (AT-Anhang):
Diese auch als IDE bekannte Schnittstelle wurde entwickelt, um den Bus des 1984 hergestellten AT-Computers direkt mit den kombinierten Laufwerken und Controllern zu verbinden. Das „AT“ in ATA stammt vom AT-Computer, der als erster den ISA-Bus nutzte.
Serial ATA (SATA):
Es nutzt die serielle Datenübertragung und überträgt nur ein Datenbit pro Taktzyklus. Während bei ATA-Festplatten traditionell parallele Übertragungsmodi verwendet wurden, die anfällig für Signalstörungen sein und die Systemstabilität während der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung beeinträchtigen können, löst SATA dieses Problem durch die Verwendung eines seriellen Übertragungsmodus mit nur einem 4-Draht-Kabel.
NAS (Network Attached Storage):
Es verbindet Speichergeräte über eine Standardnetzwerktopologie wie Ethernet mit einer Gruppe von Computern. NAS ist eine Speichermethode auf Komponentenebene, die darauf abzielt, den wachsenden Bedarf an erhöhter Speicherkapazität in Arbeitsgruppen und Organisationen auf Abteilungsebene zu decken.
DAS (Direct Attached Storage):
Es bezieht sich auf den direkten Anschluss von Speichergeräten an einen Computer über SCSI- oder Fibre-Channel-Schnittstellen. Zu den DAS-Produkten gehören Speichergeräte und integrierte einfache Server, die alle Funktionen im Zusammenhang mit Dateizugriff und -verwaltung ausführen können.
SAN (Storage Area Network):
Es stellt über Fibre Channel eine Verbindung zu einer Gruppe von Computern her. SAN bietet Multi-Host-Konnektivität, verwendet jedoch keine Standard-Netzwerktopologien. SAN konzentriert sich auf die Lösung spezifischer Speicherprobleme in Umgebungen auf Unternehmensebene und wird hauptsächlich in Speicherumgebungen mit hoher Kapazität verwendet.
Array:
Es bezieht sich auf ein Plattensystem, das aus mehreren parallel arbeitenden Platten besteht. Ein RAID-Controller kombiniert mehrere Festplatten mithilfe seines SCSI-Kanals zu einem Array. Vereinfacht ausgedrückt ist ein Array ein Plattensystem, das aus mehreren Platten besteht, die parallel zusammenarbeiten. Es ist wichtig zu beachten, dass als Hotspares gekennzeichnete Festplatten nicht zu einem Array hinzugefügt werden können.
Array-Spanning:
Dabei wird der Speicherplatz von zwei, drei oder vier Festplatten-Arrays zu einem logischen Laufwerk mit durchgehendem Speicherplatz kombiniert. RAID-Controller können mehrere Arrays umfassen, aber jedes Array muss über die gleiche Anzahl an Festplatten und den gleichen RAID-Level verfügen. Beispielsweise können RAID 1, RAID 3 und RAID 5 zu RAID 10, RAID 30 bzw. RAID 50 zusammengefasst werden.
Cache-Richtlinie:
Es bezieht sich auf die Caching-Strategie eines RAID-Controllers, die entweder Cached I/O oder Direct I/O sein kann. Zwischengespeicherte E/A verwendet Lese- und Schreibstrategien und speichert häufig Daten während des Lesevorgangs zwischen. Direkte E/A hingegen liest neue Daten direkt von der Festplatte, es sei denn, auf eine Dateneinheit wird wiederholt zugegriffen. In diesem Fall wird eine moderate Lesestrategie verwendet und die Daten zwischengespeichert. In vollständig zufälligen Leseszenarien werden keine Daten zwischengespeichert.
Kapazitätserweiterung:
Wenn die Option „Virtuelle Kapazität“ im Schnellkonfigurationsprogramm des RAID-Controllers auf „Verfügbar“ eingestellt ist, richtet der Controller virtuellen Festplattenspeicher ein, sodass die zusätzlichen physischen Festplatten durch Rekonstruktion in den virtuellen Speicherplatz erweitert werden können. Die Rekonstruktion kann nur auf einem einzelnen logischen Laufwerk innerhalb eines einzelnen Arrays durchgeführt werden, und die Online-Erweiterung kann nicht in einem übergreifenden Array verwendet werden.
Kanal:
Dabei handelt es sich um einen elektrischen Pfad zur Übertragung von Daten und Steuerinformationen zwischen zwei Festplattencontrollern.
Format:
Dabei werden Nullen in alle Datenbereiche einer physischen Festplatte (Festplatte) geschrieben. Die Formatierung ist ein rein physikalischer Vorgang, der auch eine Konsistenzprüfung des Datenträgers und die Markierung unlesbarer und fehlerhafter Sektoren umfasst. Da die meisten Festplatten bereits werkseitig formatiert sind, ist eine Formatierung nur dann erforderlich, wenn Festplattenfehler auftreten.
Hotspare:
Wenn eine derzeit aktive Festplatte ausfällt, wird die ausgefallene Festplatte sofort durch eine inaktive, eingeschaltete Ersatzfestplatte ersetzt. Diese Methode wird als Hot-Sparing bezeichnet. Auf Hot-Spare-Festplatten werden keine Benutzerdaten gespeichert und bis zu acht Festplatten können als Hot-Spare-Festplatten bezeichnet werden. Eine Hot-Spare-Festplatte kann einem einzelnen redundanten Array zugeordnet sein oder Teil eines Hot-Spare-Festplattenpools für das gesamte Array sein. Wenn ein Festplattenfehler auftritt, ersetzt die Firmware des Controllers automatisch die ausgefallene Festplatte durch eine Hot-Spare-Festplatte und rekonstruiert die Daten von der ausgefallenen Festplatte auf der Hot-Spare-Festplatte. Die Daten können nur von einem redundanten logischen Laufwerk wiederhergestellt werden (außer bei RAID 0), und die Hot-Spare-Festplatte muss über ausreichende Kapazität verfügen. Der Systemadministrator kann die ausgefallene Festplatte ersetzen und die Ersatzfestplatte als neues Hotspare festlegen.
Hot-Swap-Disk-Modul:
Im Hot-Swap-Modus können Systemadministratoren ein ausgefallenes Festplattenlaufwerk ersetzen, ohne den Server herunterzufahren oder Netzwerkdienste zu unterbrechen. Da alle Strom- und Kabelanschlüsse auf der Rückwandplatine des Servers integriert sind, ist beim Hot-Swapping lediglich das Entfernen der Festplatte aus dem Laufwerkskäfigsteckplatz erforderlich, was ein unkomplizierter Vorgang ist. Anschließend wird die Ersatz-Hot-Swap-Festplatte in den Steckplatz eingesetzt. Die Hot-Swap-Technologie funktioniert nur in Konfigurationen von RAID 1, 3, 5, 10, 30 und 50.
I2O (Intelligenter Eingang/Ausgang):
I2O ist eine industrielle Standardarchitektur für Ein-/Ausgabe-Subsysteme, die unabhängig vom Netzwerkbetriebssystem ist und keine Unterstützung durch externe Geräte erfordert. I2O verwendet Treiberprogramme, die in Operating System Services Modules (OSMs) und Hardware Device Modules (HDMs) unterteilt werden können.
Initialisierung:
Dabei werden Nullen in den Datenbereich eines logischen Laufwerks geschrieben und entsprechende Paritätsbits generiert, um das logische Laufwerk in einen betriebsbereiten Zustand zu versetzen. Durch die Initialisierung werden vorherige Daten gelöscht und Parität generiert, sodass ein logisches Laufwerk während dieses Vorgangs einer Konsistenzprüfung unterzogen wird. Ein Array, das nicht initialisiert wurde, kann nicht verwendet werden, da es noch keine Parität generiert hat und zu Fehlern bei der Konsistenzprüfung führt.
IOP (E/A-Prozessor):
Der I/O-Prozessor ist die Kommandozentrale eines RAID-Controllers und verantwortlich für die Befehlsverarbeitung, die Datenübertragung auf PCI- und SCSI-Bussen, die RAID-Verarbeitung, die Wiederherstellung von Festplattenlaufwerken, die Cache-Verwaltung und die Fehlerbehebung.
Logisches Laufwerk:
Es bezieht sich auf ein virtuelles Laufwerk in einem Array, das mehr als eine physische Festplatte belegen kann. Logische Laufwerke unterteilen die Festplatten in einem Array oder einem übergreifenden Array in kontinuierliche Speicherbereiche, die über alle Festplatten im Array verteilt sind. Ein RAID-Controller kann bis zu 8 logische Laufwerke unterschiedlicher Kapazität einrichten, wobei pro Array mindestens ein logisches Laufwerk erforderlich ist. Ein-/Ausgabevorgänge können nur durchgeführt werden, wenn ein logisches Laufwerk online ist.
Logisches Volume:
Es handelt sich um eine virtuelle Festplatte, die aus logischen Laufwerken besteht, die auch als Festplattenpartitionen bezeichnet werden.
Spiegelung:
Es handelt sich um eine Art Redundanz, bei der Daten auf einer Festplatte auf einer anderen Festplatte gespiegelt werden. RAID 1 und RAID 10 verwenden Spiegelung.
Parität:
Bei der Datenspeicherung und -übertragung beinhaltet Parität das Hinzufügen eines zusätzlichen Bits zu einem Byte, um auf Fehler zu prüfen. Es generiert häufig redundante Daten aus zwei oder mehr Originaldaten, die zur Wiederherstellung der Originaldaten aus einem der Originaldaten verwendet werden können. Paritätsdaten sind jedoch keine exakte Kopie der Originaldaten.
Bei RAID kann diese Methode auf alle Festplatten in einem Array angewendet werden. In einer dedizierten Paritätskonfiguration kann die Parität auch auf alle Festplatten im System verteilt werden. Wenn eine Festplatte ausfällt, können die Daten auf der ausgefallenen Festplatte mithilfe der Daten der anderen Festplatten und der Paritätsdaten wiederhergestellt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 12. Juli 2023
