RAID-Systeme mit BBU oder SuperCap absichern
So schützen Sie Ihre Laufwerksverwalter im Storage-Alltag optimal.
Interne Sicherung für RAID-Controller
RAID-Controller bilden innerhalb eines Computers ein Subsystem, das ausschließlich für die Verwaltung der angeschlossenen Laufwerke zuständig ist – inklusive eines eigenen Prozessors und sogar eines eigenen Speichers. Abhängig vom verwendeten RAID-Modus müssen die Mini-Rechner die zu speichernden Daten verarbeiten (z.B. durch XOR-Verknüpfungen bei Paritäten unter RAID5 und höher), bevor sie auf die Datenträger geschrieben werden.
Schreibstau im Controller
Das Schreiben sollte im Idealfalle in Echtzeit passieren, allerdings gelingt das nicht immer zur Gänze. Gründe dafür könnten sein:
- Handelsübliche Laufwerke wie Festplatten als auch SSDs speichern ihre Daten nicht Bit-weise, sondern in Blöcken. Der Controller muss also sukzessive die Daten vor dem Schreiben sammeln.
- Weiterhin spielt die Zusammenarbeit zwischen Betriebssystem und RAID-Controller beim Cache eine Rolle. Synchrone Schreibvorgänge quittiert der RAID-Controller bereits dem Betriebssystem als geschrieben, obwohl sie sich tatsächlich zu diesem Zeitpunkt noch im Cache befinden.
- Darüber hinaus geht bei starker Belastung das Lesen und Schreiben von mehreren Clients aus nicht immer augenblicklich von statten. Dann muss der Controller die Aufgaben der Reihe nach abarbeiten. Dafür werden die Daten wiederum im Speicher beziehungsweise im Cache des Controllers abgelegt, sortiert, verarbeitet und schließlich geschrieben.
Murphys Gesetz in Aktion
Und hier macht sich ein Problemfeld auf: Was passiert mit den Daten in den oft mehrere Gigabytes großen Write-Caches, wenn der Strom ausfällt? Gehen die Daten verloren, wenn sie nicht auf die angeschlossenen Laufwerke geschrieben wurden?
Antwort: Ja
Wer den Speicher nicht absichert, verliert die Daten die zum Schreiben anstanden. Im schlimmsten Fall – etwa bei großen Datenbanken – entsteht so eine Inkonsistenz zwischen den protokollierten Schreibvorgängen und den Inhalten der aktiven Datenbank.
Die Lösung:
Eine BBU oder ein SuperCap
- Eine BBU verfügt über einen angedockten Akku, der den flüchtigen Cache-Speicher bis zu 72 Stunden mit Strom versorgt. Wie alle Li-Ionen-Akkus altern auch sie und müssen in einem Wartungs-Slot nach etwa drei bis fünf Jahren ausgetauscht werden.
- Ein SuperCapacitor arbeitet zwar anders, sorgt aber auch für höhere Sicherheit: Mit der im Kondensator gespeicherten Energie werden die Daten flugs in einen nicht-flüchtigen Speicher geschoben und stehen so für den nächsten Start bereit.
Bei erneutem Anfahren des Server-/Storage-Systems schließt der RAID-Controller über den so gesicherten Cache also seine nicht beendeten Schreibvorgänge ab beziehungsweise meldet dem Betriebssystem, dass sie wiederholt werden müssen.
Markennamen unserer BBUs oder SuperCaps!
Areca: BBM/FBM (Battery Back-up Modules/Flash-based Back-up Modules)
ATTO: CacheAssure™ Supercap Technology
Broadcom/LSI: CacheVault® Flash Cache Protection
Hinweis
Bei eingeschalteter Sicherung per BBU oder SuperCap sollte der Laufwerkscache ausgeschaltet sein. Ansonsten können bei einem Stromausfall die Daten verloren gehen, obwohl der Controllercache gesichert wurde.
Nur bei SSDs mit Power-Loss Protection kann der Laufwerkscache eingeschaltet bleiben.
Rundumschutz per USV
Eine USV hingegen schützt nicht nur den RAID-Controller-Cache sondern komplett alle daran angeschlossenen Server und Storage-Systeme vor Stromausfall. Eingebaute Batterien sorgen dafür, dass die IT-Systeme für eine gewisse Zeit weiterarbeiten. Je nach Kapazität der Akkus sind das ein paar Minuten oder mehrere Stunden.
Die Größe hängt von Ihren Bedürfnissen ab: Soll der Server nur seine Schreibvorgänge abschließen und gesichert herunterfahren, oder soll er möglichst lange weiterfunktionieren. Die USV signalisiert übrigens permanent dem Server, ob noch Strom auf der Eingangsseite anliegt. So initiiert der Server seinerseits umgehend die Shutdown-Prozedur, wenn die Energie plötzlich ausbleibt.
