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Datensicherheit

Datensicherheit. 2001/02 Georg N. Strauss HTL Jenbach - Informationstechnologie. Erstmals 1987: RAID Redundant Arrays of Inexpensive Disk University of Berkeley: Gibson, Katz, Patterson Ersatz für teure Speichersysteme der damaligen Hosts – SLED Single Large Expensive Disks

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Presentation Transcript

  1. Datensicherheit 2001/02 Georg N. Strauss HTL Jenbach - Informationstechnologie

  2. Erstmals 1987: RAIDRedundant Arrays of Inexpensive Disk University of Berkeley: Gibson, Katz, Patterson Ersatz für teure Speichersysteme der damaligen Hosts – SLEDSingle Large Expensive Disks Erhöhte Verfügbarkeit durch RedundanzZusätzlicher Prüfsummenalgorithmus (Parity) legt redundante Informationen abgespeicherter Daten innerhalb des RAID nieder RAID Controller:Organisation des HD Stapels Massenspeicher

  3. Ursprüngliche Definition: RAID 0-5 RAB: RAID Advisory Board international führende Anbieter von RAID Systemen Übernahm die Levels 1-5 Ersetzt Inexpensive durch Independend www.raid-advisory.com Veröffentlichungen liefern Kriterien um RAID Angebote bewerten zu können: RAID Book Festlegung von Benchmarks: Bonnie, Iobench, Iozone, Iogen Zertifiziert und prüft RAID Systeme Massenspeicher

  4. MTBF: Mean Time Between FailureAngabe über die Lebensdauer und Fehleranfälligkeit Allerdings: Verbund aus n HDs weist eine n mal kleinere MTBF als die einer einzelnen HD auf -> Einsatz von Redundanzverfahren, sodass bei Ausfall einer HD keine Daten verloren gehen-> während Host Daten liest und speichert erfolgt die Rekonstruktion der Daten im Hintergrund Allerdings:fällt in dieser Phase eine weitere Platte des Sets aus, sind die Daten meist verloren-> Rekonstruktionsphase = verwundbarer Zustand-> erst Ersatz der defekten Platte und Einbindung in den laufenden Betrieb erzeugt wieder ein stabiles System Abhilfe: RAID Level 6Verkraftet den Ausfall von 2 Platten in einem 6‘er Verbund Massenspeicher

  5. Achtung: ->Höherer RAID Level muss nicht mehr Datensicherheit bedeuten-> Write hole: Dateninhalt ist zwar gespeichert, aber die zugeordnete Redundanzinformation (Prüfsummen-) noch nicht-> tritt in diesem Zustand ein Hardwarefehler auf sind Daten und –spiegel oder Prüfsumme inkonsistent Ausweg:-> Technik, die auch bei Datenbanken Anwendung findet-> System schreibt die Daten zuerst in einen Redo-Log Buffer der sich entweder auf einer HD oder in einem nicht flüchtigen Speicher (non volatile RAM) befindet Massenspeicher

  6. Level Methoden Eigenschaften 0 Striping Verteilen der Daten über mehrere HDs Mirroring Spiegeln der Daten auf mind. 2 HDs Striping+HC Parity Striping bitweise mit Hammingcode Parity auf eigene Platte Striping+XOR Parity Striping mit XOR Prüfsumme Striping+XOR Block wie 3, nur mit blockweiser XOR Prüfung Striping+XOR wie 4, jedoch statt Parity Platte Interleave Block Verteilen der Prüfsumme auf ganzes RAID Striping+ 2 Independend 2 unabhängige PrüfsummenXOR Interleave Block RAID Level

  7. Level Methoden Eigenschaften proprietär wie 4, mit Controller unabhängigem I/O Bus (X-Bus) und eigenem Echtzeitbaustein (Storage Computer Corp) S proprietär EMC2 , Kombination aus Level 3 + 5 Auto proprietär HP, Level 0 + 1 kombiniert oder 5 abhängig von I/O Verhalten 0+1 mirrored striping ein Stripe wird gespiegelt striped mirrors Verteilen der gespiegelten Daten über mehrere HDs 15 striped mirrors+Parity auf Basis von 10 mit gespiegelten Parity RAID Level

  8. RAID Level Hohe Sicherheit ist teuer und geht auf Kosten der Performance

  9. EDAP Kriterien • Mitte der Neunziger:weitere RAID Levels: 7, auto, 10, 15, usw. • RAB:neues KlassifizierungsschemaRAB Disk System Classification Programgenauere Klassifizierung – • EDAP – Extended Data Availability and Protection • Unterscheidet 3 verschiedene Stufen der Verfügbarkeit für Speicheplattensysteme und Speichersubsysteme durch 21 Kriterien: 1. EDAP: Failure Resistant – gegen Fehler geschützt 2. EDAP: Failure Tolerant – kann Fehler korregieren 3. EDAP: Disaster Tolerant – übersteht selbst KatastrophenHöhere Stufen enthalten alle Kriterien der niedrigeren

  10. EDAP Kriterien • EDAP Klassen: • Standard Disk Array EDAP System Controller Kriterien • Failure Resistant FRDS FRAC 1-6 • Failure Resistant Plus FRDS+ FRAC+ 1-11 • Failure Tolerant FTDS FTAC 1-13 • Failure Tolerant Plus FTDS+ FTAC+ 1-17 • Failure Tolerant Plus Plus FRDS++ FTAC++ 1-18 • Disaster Tolerant DTDS DTAC 1-16, 19 • Disaster Tolerant Plus DTDS+ DTAC+ 1-15, 20

  11. EDAP Kriterien • 21 Kriterien: beschreiben bestimmtes Verhalten bei Fehlereinflüssen • Erlauben die genaue Klassifizierung eines Speichersystems, wie z.B. Güte, Zuverlässigkeit, Bedienbarkeit • Kriterien gelten für RAID Systeme und ebenfalls für die Controller • FRU: Field Replaceable Unit – Komponenten, die austauschbar sind • FRDS Systeme: für Anwender, die keinen Betrieb rund um die Uhr aufrecht erhalten müssen, aber gegen Datenverlust bei Ausfall einer Komponente des Speichersystems geschützt sein wollen • Erweiterung +: Daten bleiben auch bei Cache Fehlern, Ausfall der externen Stromversorgung oder Temp.-Überschreitungen erhalten • Geben Warzeichen aus und besitzen Hot-Swap Fähigkeiten

  12. EDAP Kriterien • FTDS Systeme: arbeiten weiter, selbst wenn der Controller oder ein I/O Kanal des HD-Systems ausfällt • FTDS+: trotz Ausfall des angeschlossenen Servers oder dessen I/O Kanal wird der Datenzugriff gewährleistet • Hot-Swap fähig und durch USV geschützt • in der Regel Bestandteil schneller Cluster, die über redundante Kanäle mit redundanten RAID Controllern arbeiten • DTDS Systeme: soll sogar bei lokalem menschlichen Versagen, bzw. längerem Ausfall der Stromversorgung und Klimaanlage – wie bei Katastrophen (Brand, Erdbeben, Überschwemmungen, Anschläge, ...) – den Zugriff auf die Daten ermöglichen • Daten liegen redundant in 2 verschiedene Zonen oder von einander entfernten Standorten • neben dem Rechenzentrum – zweites externes Ausweichzentrum – Daten werden über Standleitung gespiegelt • Entfernung: 1-10km

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