Das RAID-System ist ein wirksames Mittel zum Schutz gespeicherter Daten. Während der RAID-Erstellung dauert die Systeminitialisierung sehr lange. Warum existiert eine solche Operation während der RAID-Initialisierung? Welche Auswirkungen hat dies auf SSDS?

 Alle zur RAID-Gruppe hinzugefügten Festplatten werden basierend auf ihren LBA-Adressen in eine Reihe von Slices unterteilt. Diese Slices werden Stripe Units genannt. Stripe-Einheiten, die derselben LBA-Adresse auf verschiedenen Datenträgern entsprechen, werden in einem Stripe organisiert. Das Codieren aller Daten in einem Streifen, wie z. B. RAID6, das zwei codierte Datenblöcke P und Q erzeugt, ermöglicht, dass beide Datenträger gleichzeitig beschädigt werden.

Daher müssen in einem RAID-System alle Daten in einem Streifen die Regeln des Codec-Algorithmus erfüllen. Das heißt, alle Daten in einem Streifen können gemäß bestimmten Regeln codierte Daten erzeugen, und die codierten Daten sind die gleichen wie die in dem Streifen gespeicherten. Dies soll der Fall sein, wenn die Daten in dem Streifen konsistent sind. Wenn eine Festplatte ausfällt, kann der verlorene Datenblock mithilfe verschlüsselter Daten, die auf dem Streifen gespeichert sind, wiederhergestellt werden.

Wenn die Daten in einem Streifen inkonsistent sind, das heißt, die codierten Daten in dem Streifen unterscheiden sich von den codierten Daten, die in dem Streifen gespeichert sind. Wenn eine Festplatte ausfällt, können die auf dem Streifen gespeicherten verschlüsselten Daten nicht verwendet werden, um die verlorenen Datenblöcke wiederherzustellen. Daher verursacht ein Streifen mit inkonsistenten Daten Datenkorrektheitsprobleme, wenn ein Fehler auftritt.

Wenn Sie ein RAID-System erstellen, können die Laufwerke in der RAID-Gruppe neue Laufwerke oder gebrauchte Datenlaufwerke sein. Die Daten auf diesen Disketten dürfen nicht nur Nullen enthalten. In diesem Fall können die aus diesen Platten aufgebauten Datenstreifen die Anforderungen an die Datenkonsistenz nicht erfüllen. Das heißt, die gemäß bestimmten Regeln berechneten codierten Daten in jedem Streifen stimmen nicht mit den codierten Daten in dem Streifen überein.Inkonsistentes Data Striping birgt große Risiken für die Korrektheit der RAID-Daten.

Initialisieren Sie aus diesem Grund beim Erstellen eines RAID-Arrays alle Stripes im System, um die Datenkonsistenz sicherzustellen. Die Strip-Initialisierung kann normalerweise auf zwei Arten erfolgen:

1. Initialisieren Sie alle Streifen im RAID-System, indem Sie nur Nullen schreiben. Die Paritätsdaten eines Streifens mit allen Nulldaten sind ebenfalls Null. Daher können alle Nulldaten die Konsistenz des Streifens sicherstellen.

2. Führen Sie eine Paritätsberechnung für alle Stripes durch und aktualisieren Sie die Paritätsdaten in den Stripes, um die Datenkonsistenz sicherzustellen.

Die Initialisierung des RAID-Systems ist ein sehr langer Prozess. Der Hauptgrund ist, dass alle Streifen im System initialisiert werden müssen. Sie müssen auch die Leistungsbalance mit Front-End-Benutzer-E/A berücksichtigen. Daher ist die RAID-Systeminitialisierung normalerweise ein Hintergrundprozess, der lange dauert und die Leistung von Front-End-Anwendungen beeinträchtigt.

Für SSDS führt der Initialisierungsprozess des RAID-Systems auch andere Probleme ein. Während der Systeminitialisierung müssen Daten auf SSDS geschrieben werden, unabhängig davon, ob es sich um einen Zero-Write- oder einen Parity-Datenaktualisierungsmodus handelt. Dieser Prozess führt zu einer unnötigen Datenschreibvergrößerung. Bevor Benutzerdaten geschrieben werden, wird durch Initialisierung eine Datenzuordnungstabelle innerhalb der SSD erstellt. Die Lebensdauer und Leistung von SSDS werden reduziert. Daher muss ein RAID-System für SSDS für den Systeminitialisierungsprozess optimiert werden, was eine Besonderheit ist, die herkömmliches RAID nicht berücksichtigt. Daher können herkömmliche RAID-Arrays nicht direkt auf SSDs bereitgestellt werden, was sich auf die Lebensdauer und Leistung von SSDs auswirkt.

RAID-Systeme verwenden Striping, um Daten zu schützen, aber es treten auch eine Reihe von Problemen in den Prozess des Striping-Datenschutzes ein. Die Systeminitialisierung ist ein typisches Problem der Streifenkonsistenz. Ein gutes RAID-Datenschutzsystem löst dieses Problem während des Designprozesses. Beispielsweise verfügt EMC Data Domain RAID nicht über den Systeminitialisierungsprozess, es muss natürlich mit dem Dateisystem zusammenarbeiten und hat eine Menge Optimierungen bei der RAID-Strip-Datenverteilung vorgenommen.