Diplomarbeit - Operating Systems Group - Technische Universität ...

2.1. DATEISYSTEM-MECHANISMEN 9
Striping
RAID-Stufe Beschreibung
1 Daten werden auf einer zweiten Festplatte gespiegelt
2 Verwendung eines Hamming-Codes, Daten werden bitweise
über die Festplatten verteilt
3 Benutzung eines Paritätsbits, Daten werden bitweise verteilt
4 wie 3, Daten werden jedoch blockweise über die Festplatten
verteilt
5 wie 4, Paritätsblöcke werden jedoch zyklisch über alle
Festplatten verteilt
Tabelle 2.1: RAID-Hierarchie
Neben den RAID-Systemen existieren eine Reihe von Systemen, die ohne Redundanz arbeiten (gelegentlich
werden derartige Systeme in die RAID-Hierarchie auf der Stufe 0 eingeordnet). Diese Verfahren werden
meistens mit Striping 1 bezeichnet. Für den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Festplatten gibt es hauptsächlich
drei Gründe:
die
die
¡
eine
¡ ¡
Speicherkapazität einer einzelnen Festplatte ist für das Speichern der Daten nicht ausreichend;
geforderten Datenraten sind höher als die der Festplatten;
Verteilung der Aufträge in einem Mehrbenutzer-System.
Die Klassifizierung der Verfahren kann anhand von zwei Kriterien vorgenommen werden:
1. Granularität der Verteilung der Daten
2. Anzahl der pro Zugriff verwendeten Festplatten.
Anhand der Granularität werden Verfahren mit einer feinen Aufteilung der Daten (bit-, byte- oder sektorweise)
und mit einer groben Aufteilung (bis zu mehreren 100 KByte) unterschieden. Wie bereits weiter
oben erwähnt, führt eine sehr feine Aufteilung der Daten zu einem synchronen Betrieb der Festplatten, so
daß pro Zugriff in der Regel alle Festplatten gleichzeitig verwendet werden. Bei einer groben Verteilung
der Daten wird in der Regel nur eine Festplatte pro Zugriff verwendet, es sei denn die Bandbreite einer
einzelnen Festplatte ist nicht ausreichend, so daß zwei oder mehr Festplatten verwendet werden müssen.
In [RzS96] werden diese beiden Vorgehensweisen (dort mit fine-grained striping und coarse-grained striping
bezeichnet) miteinander verglichen. Als Grundlage für diesen Vergleich dient ein Video-Server, der
mehrere Videoströme gleichzeitig liefern soll. Die Videoströme werden in kleine Teilstücke zerlegt. In einer
Runde wird dann jeweils genau ein Teilstück jedes Videostroms gelesen. Das Ergebnis dieses Vergleichs ist,
daß aufgrund der nicht vorhandenen Nebenläufigkeit beim Lesen der Ströme die Latenz bei fine-grained
Striping höher ist als bei coarse-grained Striping, die durch einen größeren Puffer ausgeglichen werden
muß 2 .
Im Bereich der Multimedia- und Video-Server wird überwiegend das grobe Striping-Schema verwendet.
Dies liegt vor allem daran, daß in der Regel die Bandbreite einer einzelnen Festplatte für die Bedienung
eines Datenstroms ausreichend ist und das Hauptaugenmerk daher mehr auf der gleichzeitigen Lieferung
1 Der Begriff Striping wird teilweise mit verschiedenen Bedeutungen verwendet. Im weiteren werden damit Systeme bezeichnet,
die die Daten ohne die Verwendung von Redundanz über mehrere Festplatten verteilen.
2 Der Video-Server war dabei so konfiguriert, daß bei einer gegebenen Anzahl an Festplatten und einer gegebenen Speichergröße
die maximale Anzahl an Videoströmen bedient werden konnte