22.4. Betrouwbaarheid van gegevens
Het laatste probleem met de huidige schijven is dat ze onbetrouwbaar zijn. Hoewel de betrouwbaarheid de laatste jaren enorm is toegenomen, blijven schijven het vitale onderdeel van een server dat waarschijnlijk als eerste kapot gaat. Als dat gebeurt kan het catastrofale gevolgen hebben: het vervangen van de schijf en het terugplaatsen van de gegevens kan dagen kosten.
De traditionele manier om dit te voorkomen is spiegelen (“mirroring”): het hebben van een kopie van de gegevens op een andere fysieke schijf. Sinds de uitvinding van RAID niveaus staat dit bekend als RAID-1. Een schrijfactie naar de virtuele schijf gebeurt op beide fysieke schijven. Een leesactie hoeft slechts vanaf één te gebeuren. Op deze manier kan de virtuele schijf dus blijven werken als één van de twee fysieke schijven kapot is.
RAID-1 heeft twee problemen:
-
Prijs. Er is twee keer zoveel schijfruimte nodig als bij een niet-redundante schijf.
-
Prestatie. Een schrijfactie moet op twee schijven gebeuren en kost dus twee keer zoveel bandbreedte. Een leesactie hoeft maar op één schijf te gebeuren en heeft hier dus geen last van.
Een andere manier is pariteit, uitgevoerd in RAID niveaus 2, 3, 4 en 5. Van deze vier is RAID-5 het meest interessant. In Vinum is het geïmplementeerd als een variant van een verdeelde organisatie waarbij één blok van elk deel is gereserveerd voor de pariteit van één van de andere blokken. Voor Vinum is een RAID-5 samenstelling (“plex”) dan ook gelijk aan een verdeelde samenstelling, met als verschil dat het een pariteitblok bevat in ieder deel. Zoals voorgeschreven door RAID-5 wisselt de locatie van dit pariteitblok van het ene deel naar het andere. De nummers in de gegevensblokken geven de relatieve bloknummers aan.
Vergeleken met spiegelen heeft RAID-5 het voordeel dat er beduidend minder opslagcapaciteit nodig is. Lezen gebeurt op dezelfde manier als bij een verdeelde organisatie, maar schrijven kost beduidend meer tijd, ongeveer 25% van de leesprestaties meer. Als één schijf uitvalt, kan de reeks doorwerken in een verslechterde staat (“degraded mode”): gegevens van een functionerende schijf kunnen zonder problemen gelezen worden, maar gegevens van de defecte schijf moeten eerst worden samengesteld uit de pariteit van de overeenkomende blokken van de resterende schijven.