Software RAID-5 mit Linuxcongenio

Wunschträume

Eigentlich klingt das zu schön um wahr zu sein: Was würden Sie sagen, wenn Sie einen Server mit 7 Terabyte (oder mehr) für weniger als 2000€ angeboten bekämen?

Stellen Sie sich vor, Ihre gesamte Musik- und Videosammlung digital zu speichern! Das kann nicht sein?

Und es geht doch!

Linux bietet die Möglichkeit, mittels Software-RAID, mehrere Festplatten zu einer größeren Einheit zusammenzuschließen. Und das sogar bei erhöhter Datensicherheit. Bei -> RAID-5 z.B. wird immer eine Platte als Ausfallsicherung verwendet. Bei N Festplatten sinkt die Kapazität dadurch auf die von N-1 Festplatten (zugunsten der Datensicherheit). Wenn man viele Festplatten einsetzt (z.B. 8 Stück), ist der Verlust vergleichsweise gering. Es gibt mittlerweile mit dem Linux Kernel 2.6 sogar RAID-6, bei dem zwei Platten zur Sicherung eingesetzt werden, dann dürfen bis zu zwei Platten gleichzeitig ausfallen (wichtig z.B. beim Master-Slave-Betrieb am IDE-Bus).

Mit aktuellen Festplattenkapazitäten bis zu 2000 GByte kann man so z.B. 14 TByte erreichen (das sind 14.000.000.000.000 Byte, also ca. 2300 DVDs!). Wenn man es günstig halten will, verwendet man Festplatten, die im -> Preis pro Gigabyte günstiger sind als die jeweiligen Spitzenmodelle, z.B. solche mit 1500 GByte Kapazität. Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Artikels konnte man so für ca. 650 € etwas mehr als 10 Terabyte realisieren (ohne den Server selbst).


Was wird benötigt?

  • (z.B. 8) Festplatten, 1500 GByte, 7200 UPM, je 80 €
  • (z.B. 2) SATA-Controller für je 4 Festplatten, je 30 €
  • Aktuelle Linux-Distribution (z.B. SuSE 13.x, Redhat)

Besonderheiten

  • Der Chipsatz des SATA-Controllers muss von der Distribution unterstützt werden, darf also nicht zu neu sein.
  • Ältere Linux-Distributionen unterstützen maximal 12 Festplatten pro RAID-Verbund. Dieses Limit lässt sich durch Anpassen der RAID-Tools umgehen, aktuelle Distributionen können bereits mehr!
  • Bis Kernel-Version 2.4 existierte noch die Beschränkung, dass ein "block device" nicht mehr als 2 TByte groß sein darf. Ggf. muss die Gesamtkapazität durch geeignetes Partitionieren logisch aufgeteilt werden. Kernels ab 2.6 weisen diese Beschränkung nicht mehr auf.
  • Bei mehr als zwei zusätzlichen PCI-Controllern kann ein weiteres Problem auftreten: Der PCI-Bus wird überlastet, so dass DMA-Fehler auftreten. Diese sind zwar nicht kritisch, aber unschön. Tatsächlich ist ab ca. 4 Platten der PCI-Bus mit maximal 133 MByte/s der limitierende Faktor. Besser ist dann PCI-Express. Für -> "extreme" Anforderungen ist es besser, ggf. größere Festplatten oder spezielle, intelligente RAID-Controller zu verwenden (z.B. von -> Areca oder -> LSI), ggf. mit echten Server-Mainboards mit 64-bit-PCI oder PCI-Express.
  • Aufgrund der vereinfachten Verkabelung ist es heute interessant, Serial-ATA zu verwenden. Mit dem heute gängigen S-ATA oder SAS ist es sogar möglich, mittels sogenannter Hubs mehrere Platten an einem Kanal zu betreiben.
  • Man kann mit Tricks auch unterschiedlich große Festplatten mischen. Ein Beispiel: 4 Platten à 1000 GByte und 4 Platten à 1500 GByte. Man benutzt zunächst 8 mal 1000 GByte und verwendet den unbenutzten "Rest" (je 500 GByte) der vier 1500er Festplatten als zweiten RAID-5-Verbund. Diese beiden Verbünde werden dann mittels des -> Logical Volume Manager zusammengeschaltet und ergeben dann zusammen netto 7*1000+3*500 = 8500 GByte Kapazität.

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