| Welche Faktoren beeinflussen die RAID-Performance? |
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Wenn es um die Beschaffung eines RAID-Systems geht, steht man vor einer riesigen Auswahl unterschiedlicher Systeme. Welche der Funktionen wirken sich wie auf die Performance aus? Ein kleiner Leitfaden soll helfen, das richtige Produkt auszuwählen.
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| von Wolfgang Bauer, Technischer Leiter, Eurostor |
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Eurostor »ES-6600 RAID« mit SAS und SATA
Die Performance eines RAID-Systems kann nicht größer sein als die der darin verwendeten Festplatten. Dabei spielt sowohl der Typ als auch die
Anzahl eine Rolle. Mit der Anzahl der Laufwerke in einem RAID-Set (der Spindelzahl) steigert sich sowohl der maximale Datendurchsatz als
auch die Anzahl der maximal möglichen Einzelzugriffe. Eine einzelne SATA-Festplatte mit 7.200 U/min beispielsweise erlaubt heute einen
maximalen Datendurchsatz von zirka 80 MByte/s, eine SAS- oder FC-Disk mit 15.000 U/min bis zu 120 MByte/s. Egal, ob SAS/FC oder SATA:
werden beispielsweise acht Laufwerke zusammengefasst, ist der Gesamtdurchsatz sicher höher als die Hostanbindung erlaubt. Daher spielt es,
wenn es nur um den sequenziellen Transfer großer Datenmengen geht, keine Rolle, ob SAS- oder SATA-Drives verwendet werden.
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Anders sieht es aus, wenn es um die I/O-Raten geht: SAS-Platten sind beim wahlfreien Zugriff dreimal schneller als SATA und die Performance
wächst mit der Anzahl der Platten fast linear. Da bei typischen I/O-kritischen Applikationen (wie den meisten Datenbanken) aber nur eine
begrenzte Kapazität gebraucht wird, ist es dort meist sinnvoller, wenige SAS- statt vieler SATA-Disks zu verwenden. Da in der Regel aber
unterschiedliche Applikationen im Einsatz sind, ist es optimal, wenn ein RAID-System sowohl SAS- als auch SATA-Festplatten betreiben kann.
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| Die Wahl der Hostanbindung |
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Die unterschiedlichen Möglichkeiten der Hostanbindung bedeuten natürlich auch unterschiedliche maximale Durchsatzraten: Fibre-Channel bietet
heute vier Gbit pro Kanal, iSCSI ein Gbit und SAS 4x3 Gbit. Letztgenannte lassen sich aber nicht einfach addieren, wenn es nur einen Zugriffsprozess gibt.
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Auch wenn das große Unterschiede sind: in den meisten Fällen ist das für die tatsächliche Durchsatzrate uninteressant, denn schon die 90 MByte/s,
die iSCSI über eine 1-Gbit-Leitung realisieren kann, sind nur beim Transfer großer zusammenhängender Datenmengen zu erreichen. Meist ist
eher entscheidend, ob eine dedizierte Leitung existiert, die nicht durch andere Prozesse blockiert wird, und welchen Durchsatz der
angebundene Server bewältigen kann.
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So spielt die Hostanbindung für die Performance eine eher untergeordnete Rolle. Sie wird vorrangig durch die Anforderungen an die Infrastruktur
(SAN oder DAS) bestimmt.
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| Multi-Port-Systeme |
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Eurostor »ES-8700 iSCSI RAID«
Die Anzahl unabhängiger Ports kann aber durchaus wichtig sein. Wenn mehrere Rechner an ein Array angeschlossen sind oder auf unterschiedliche
RAID-Sets eines Systems zugegriffen werden soll, lässt sich auf diese Weise vermeiden, dass sich die Zugriffe gegenseitig blockieren.
»ES-8700 iSCSI«-Systeme beispielsweise besitzen vier 1-Gbit-Ethernet-Ports (optional sogar noch mehr), die sich entweder gebündelt
oder über unterschiedliche Subnetze dediziert ansprechen lassen.
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| Dual-Controller-Systeme |
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Eurostor »ES-8200 Dual Controller RAID«
Redundante Controller werden zwar aus Sicherheitsgründen verwendet, doch wirken sie sich auf die Performance aus, und zwar zuerst einmal
negativ. Damit der zweite Controller im Notfall direkt und ohne Datenverlust einspringen kann, muss er eine Kopie des Arbeitsspeichers des
ersten Controllers vorhalten. Ein Teil der Leistung wird also in den Cache-Abgleich investiert.
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Das gilt vor allem dann, wenn der zweite Controller nur eine Standby-Funktion hat und keine eigenen Aufgaben übernimmt (Active/Passive). Dieser
Nachteil lässt sich allerdings ausgleichen, wenn beide Controller sich die Arbeit teilen (Active/Active-Konfiguration, z.B. in den
EUROstor-Systemen »ES-8200 Dual Controller«). Dies setzt voraus, dass jedem Controller unterschiedliche
Datenbereiche (RAID-Sets) zugewiesen werden, die er verwaltet. Dann wird die Performance sogar die eines Single-Controller-RAID-Systems etwas übertreffen.
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| Viel RAID-Cache hilft viel? |
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Ein großer Cache-Speicher hilft eigentlich nur dann viel, wenn die Daten nicht gleichmäßig fließen und in Paketen, die nicht deutlich größer
sind als der Cache. Insofern wird der Einfluss des Cache gerne überschätzt. Allerdings: wenn ein RAID in viele Partitionen aufgeteilt wird,
dann teilt sich auch der Cache. In diesem Falle sollte er nicht zu klein gewählt sein. Da Cache-Speicher im Verhältnis zum Gesamtsystem nicht
viel kostet, fällt die Entscheidung nicht allzu schwer: Viel Cache schadet auch nicht.
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| Unterschiedliche RAID-Level |
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Natürlich wirkt sich der RAID-Level auf die Geschwindigkeit aus. Es ist daher wichtig, dass das Array die Parity-Berechnung, die beispielsweise
bei RAID 6 sehr aufwendig ist, über eigene Hardware realisiert. Das ist unter anderem bei Eurostor »ES-6600 RAID« und ES-8700
iSCSI der Fall, die über einen Hardware-RAID-Controller mit RAID-6-Asics verfügen. Trotzdem ist RAID 6 im Durchschnitt rund zehn Prozent
langsamer als RAID 5, und RAID 10 ist nach wie vor die schnellste RAID-Implementation.
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Grafik RAID-Level: Eurostor
Aber Vorsicht beim Vergleichen: Ein RAID 10 mit sechs Platten beispielsweise ist nicht schneller als ein RAID 6 mit sechs Laufwerken.
Ersteres schreibt effektiv nur auf drei Drives, letzteres auf vier. Vergleichen sollte man immer bei gleicher Netto-Plattenzahl.
Näheres zu den RAID-Leveln auf der Eurostor-Webseite.
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| Zusammenfassung |
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Die Performance eines RAID-Systems hängt von einer ganzen Reihe von Faktoren ab, aber nicht zuletzt natürlich auch vom RAID-Controller selbst.
Wenn es um die Auswahl eines passenden Disk-Arrays geht, ist daher vor allem zu berücksichtigen, welche Art von Applikationen mit ihren
spezifischen Anforderungen auf das System zugreifen sollen und welche Verfügbarkeit zusätzlich erforderlich ist.
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