Kapitel 12 Erstellen von RAID-1-Volumes (Mirrors) bei der Installation (Überblick)

In diesem Teil wird diskutiert, welche Vorteile die Erstellung gespiegelter Dateisysteme bietet. Darüber hinaus werden in diesem Teil die zum Erstellen gespiegelter Dateisysteme benötigten Solaris Volume Manager-Komponenten beschrieben.

Er umfasst die folgenden Themen:

• Warum RAID-1-Volumes?

• Funktionsweise von RAID-1-Volumes

• Überblick der Solaris Volume Manager-Komponenten

• Beispiel-Festplattenlayout für ein RAID-1-Volume

Weitere Informationen zur Erstellung gespiegelter Dateisysteme mit Solaris Live Upgrade finden Sie unter Allgemeine Richtlinien zur Erstellung von RAID-1-Volume-Dateisystemen (gespiegelten Dateisystemen) in Solaris 10 Installationshandbuch: Solaris Live Upgrade und Planung von Upgrades.

Weitere Informationen zur Erstellung gespiegelter Dateisysteme mithilfe des benutzerdefinierten JumpStart-Installationsverfahrens entnehmen Sie bitte den Abschnitten filesys-Profilschlüsselwort (Erstellen von RAID-1-Volumes) und metadb-Profilschlüsselwort (Erstellen von Statusdatenbankreplikationen).

Warum RAID-1-Volumes?

Während der Installation oder des Upgrades haben Sie die Möglichkeit, RAID-1-Volumes zu erstellen, um Ihre Systemdaten auf mehreren physischen Festplatten zu duplizieren. Indem Sie Ihre Daten auf mehrere separate Festplatten identisch kopieren, schützen Sie sie vor Festplattenschäden oder -ausfällen.

Beim benutzerdefinierten JumpStart- sowie dem Solaris Live Upgrade-Installationsverfahren kommt zum Erstellen von RAID-1-Volumes für gespiegelte Dateisysteme die Solaris Volume Manager-Technologie zum Einsatz. Solaris Volume Manager bietet einen leistungsfähigen Ansatz zur zuverlässigen Verwaltung Ihrer Festplatten und Daten: den Einsatz von Volumes. Solaris Volume Manager ermöglicht Verkettungen (Concatenations), Striping und andere komplexe Konfigurationen. Das benutzerdefinierte JumpStart- sowie das Solaris Live Upgrade-Installationsverfahren ermöglichen einige dieser Vorgänge, wie zum Beispiel das Erstellen eines RAID-1-Volumes für das Root-Dateisystem (/). Um diese Schritte nicht nach der Installation gesondert durchführen zu müssen, können Sie schon während der Installation oder des Upgrades RAID-1-Volumes erstellen.

• Diesbezügliche Richtlinien finden Sie unter Richtlinien für das benutzerdefinierte JumpStart-Verfahren und Solaris Live Upgrade .

• Ausführliche Informationen zur Solaris Volume Manager-Software und ihren Komponenten entnehmen Sie bitte dem Dokument Solaris Volume Manager Administration Guide.

Funktionsweise von RAID-1-Volumes

Solaris Volume Manager verwaltet physische Festplatten und die darauf befindlichen Daten in Form von virtuellen Festplatten. In Solaris Volume Manager wird eine virtuelle Festplatte als Volume bezeichnet. Ein Volume ist ein Name für eine Gruppe physischer Slices, die das System als ein logisches Gerät auffasst. In der UNIX®-Standardterminologie handelt es sich bei Volumes eigentlich um Pseudo- oder virtuelle Geräte.

Aus der Sicht einer Anwendung oder eines Dateisystems (z. B. UFS) sind Volumes, was ihre Funktionsweise angeht, mit einer physischen Festplatte identisch. Solaris Volume Manager konvertiert E/A-Anforderungen an ein Volume in E/A-Anforderungen an die Festplatten, die das Volume bilden.

Solaris Volume Manager-Volumes setzen sich aus Slices (Festplattenpartitionen) oder anderen Solaris Volume Manager-Volumes zusammen.

Volumes dienen zur Steigerung der Systemleistung und Datenverfügbarkeit. Unter Umständen kann der Einsatz von Volumes auch die E/A-Leistung verbessern. Aus funktioneller Sicht verhalten sich Volumes genau wie Slices. Da Volumes wie Slices dargestellt werden, sind sie sowohl für die Endbenutzer als auch für Anwendungen und Dateisysteme transparent. Wie im Fall von physischen Geräten können Sie mit der Solaris Volume Manager-Software auch auf Volumes über blockorientierte oder Raw-Gerätenamen zugreifen. Dabei ist der Volume-Name davon abhängig, ob das blockorientierte oder das Raw-Gerät verwendet wird.

Sowohl das benutzerdefinierte JumpStart-Installationsverfahren als auch Solaris Live Upgrade unterstützen den Einsatz von blockorientierten Geräten für die Erstellung von gespiegelten Dateisystemen. Näheres über Volume-Namen finden Sie im Abschnitt Voraussetzungen für RAID-Volume-Namen und Richtlinien für das benutzerdefinierte JumpStart-Verfahren sowie für Solaris Live Upgrade.

Wenn Sie RAID-0-Volumes (Einzel-Slice-Verkettungen) und RAID-1-Volumes (Mirrors) erzeugen, dupliziert Solaris Volume Manager Daten auf den Verkettungen (Submirrors) und behandelt die verschiedenen Submirrors als ein Mirror-Volume.

Abbildung 12–1 zeigt einen Mirror, der das Root (/)-Dateisystem auf zwei physischen Festplatten dupliziert.

Abbildung 12–1 Erstellen von RAID-1-Volumes für das Root-Dateisystem (/) auf zwei Festplatten

Abbildung 12–1 zeigt ein System mit der folgenden Konfiguration.

• Das Root-Dateisystem (/) auf hdisk0 ist in der Einzel-Slice-Verkettung namens d31 enthalten.

• Auf der Festplatte mit der Bezeichnung hdisk1 wird eine Einzel-Slice-Verkettung namens d32 erstellt.

• Der Mirror namens d30 besteht aus den beiden Submirrors d31 und d32.

• Im Mirror werden die Daten des Root-Dateisystems auf beiden Submirrors identisch gespeichert.

Überblick der Solaris Volume Manager-Komponenten

Sowohl mit dem benutzerdefinierten JumpStart-Installationsverfahren als auch mit Solaris Live Upgrade können Sie die folgenden Komponenten erzeugen, die für die Spiegelung bzw. Replikation von Daten erforderlich sind.

• Statusdatenbank und Statusdatenbankreplikationen (metadbs)

• Einzel-Slice-Verkettungen (Submirrors)

• RAID-1-Volumes (Mirrors)

Dieser Abschnitt bietet eine kurze Beschreibung dieser Komponenten. Umfassende Informationen zu diesen Komponenten entnehmen Sie bitte dem Dokument Solaris Volume Manager Administration Guide.

Statusdatenbank und Statusdatenbankreplikationen

Die Statusdatenbank speichert Informationen über den Status Ihrer Solaris Volume Manager-Konfiguration auf einer Festplatte. Änderungen an der Konfiguration werden in der Statusdatenbank aufgezeichnet. Solaris Volume Manager aktualisiert die Statusdatenbank im Fall einer Konfigurations- oder Statusänderung automatisch. Die Erstellung eines neuen Volumes ist ein Beispiel für eine Konfigurationsänderung. Ein Beispiel für eine Statusänderung ist der Ausfall eines Submirrors.

Tatsächlich besteht die Statusdatenbank aus einer Sammlung mehrerer Datenbankkopien. Die Daten in jeder Datenbankkopie, die als Statusdatenbankreplikationen bezeichnet werden, sind stets gültig. Die Kopien der Statusdatenbank bedeuten einen Schutz gegen Datenverlust durch Redundanz. Die Statusdatenbank überwacht und speichert Angaben zu Speicherort und Status aller bekannten Statusdatenbankreplikationen.

Solange Sie die Statusdatenbank und ihre Statusdatenbankreplikationen nicht erzeugt haben, kann Solaris Volume Manager nicht betrieben werden. Eine Solaris Volume Manager-Konfiguration muss über eine funktionierende Statusdatenbank verfügen.

Bei der Einrichtung Ihrer Konfiguration können Sie die Statusdatenbankreplikationen an folgenden Stellen anlegen:

• Auf dedizierten Slices

• (Nur mit Solaris Live Upgrade) Auf Slices, die anschließend Bestandteile von Volumes werden.

Auf einem Slice können mehrere Kopien einer Statusdatenbank hergestellt werden. Aufgrund der geringeren Redundanz wird das System durch die Anordnung mehrerer Statusdatenbankreplikationen auf einem einzigen Slice jedoch in gewisser Hinsicht unsicherer.

Die Statusdatenbankreplikationen gewährleisten, dass die Daten in der Statusdatenbank stets gültig sind. Bei einer Aktualisierung der Statusdatenbank werden immer auch alle Statusdatenbankreplikationen aktualisiert. Damit im Fall eines Systemabsturzes nicht sämtliche Aktualisierungen beschädigt werden, erfolgen die Aktualisierungen nacheinander.

Wenn Ihr System eine Statusdatenbankreplikation verliert, muss Solaris Volume Manager feststellen, welche Replikationen weiterhin gültige Daten enthalten. Dazu verwendet Solaris Volume Manager einen Mehrheitsentscheidungsalgorithmus. Dieser Algorithmus fordert, dass die Mehrheit (die Hälfte + 1) der Statusdatenbankreplikationen verfügbar sein und übereinstimmen muss, bevor eine der Kopien als gültig erklärt wird. Aufgrund dieses Verfahrens der Mehrheitsentscheidung (auch Mehrheits-Votieren) müssen Sie bei der Einrichtung Ihrer Festplattenkonfiguration mindestens drei Statusdatenbankreplikationen erstellen. Um eine "Entscheidung“ zu erreichen, müssen mindestens zwei von drei Statusdatenbanken verfügbar sein.

Jede Statusdatenbankreplikation belegt standardmäßig 4 MB (8192 Plattensektoren) Festplattenspeicherplatz. Replikationen können auf folgenden Geräten gespeichert werden:

• Einem dedizierten, lokalen Festplatten-Slice

• (Nur mit Solaris Live Upgrade) Einem lokalen Slice, das anschließend Bestandteil eines Volumes wird

• (Nur mit Solaris Live Upgrade) Einem lokalen Slice, das anschließend Bestandteil eines UFS-Protokolliergeräts wird.

Replikationen können hingegen nicht auf Root- (/), Swap-, /usr-Slices oder Slices mit bereits vorhandenen Dateisystemen oder Daten erstellt werden. Nachdem die Replikationen gespeichert wurden, können auf denselben Slices Volumes oder Dateisysteme erzeugt werden.

RAID-0-Volumes (Verkettungen, Concatenations)

Das benutzerdefinierte JumpStart- sowie das Solaris Live Upgrade-Installationsverfahren bieten Ihnen die Möglichkeit, RAID-0-Volumes zu erzeugen. Ein RAID-0-Volume mit Einzel-Slice-Verkettung ist ein Volume, dessen Daten seriell und nebeneinander über Komponenten verteilt sind, die eine logische Speichereinheit bilden. Stripes oder andere komplexe Solaris Volume Manager-Volumes lassen sich weder mit dem benutzerdefinierten JumpStart-Installationsverfahren noch mit Solaris Live Upgrade erzeugen.

Während der Installation bzw. des Upgrades können Sie RAID-1-Volumes (Mirrors, dtsch. Spiegel) erzeugen und diesen Mirrors RAID-0-Volumes hinzufügen. Die gespiegelten RAID-0-Volumes heißen Submirrors (dtsch. Teilspiegel). Ein Mirror besteht aus einem oder mehreren RAID-0-Volumes. Nach der Installation können Sie durch Administration des RAID-1-Mirror-Volumes mit der Solaris Volume Manager-Software die Daten auf separaten RAID-0-Submirror-Volumes verwalten.

Das benutzerdefinierte JumpStart-Installationsverfahren bietet Ihnen die Möglichkeit, Mirrors aus bis zu zwei Submirrors zu erzeugen. Mit Solaris Live Upgrade können Sie Mirrors erzeugen, die bis zu drei Submirrors enthalten. Ein zweiteiliger Mirror ist in der Regel ausreichend. Ein dritter Submirror ermöglicht die Durchführung von Sicherungen bei laufendem Betrieb ohne Verzicht auf Datenredundanz, während einer der Submirrors für die Dauer der Sicherung außer Betrieb genommen wird.

RAID-1-Volumes (Mirrors)

Ein RAID-1-Volume oder Mirror ist ein Volume, das identische Kopien der Daten auf RAID-0-Volumes (Einzel-Slice-Verkettungen) enthält.Eine solche Spiegelungsstrategie nach RAID-1 erfordert eine Investition in Festplatten. Sie benötigen Festplattenspeicherplatz von mindestens dem Doppelten des zu spiegelnden Datenumfangs. Da die Solaris Volume Manager-Software auf alle RAID-0-Volumes schreiben muss, kann die Spiegelung außerdem die Dauer von Schreibanforderungen verlängern.

Mit RAID-1-Volumes können Daten von beiden RAID-0-Volumes gleichzeitig gelesen werden (jedes Volume kann beliebige Anforderungen abarbeiten), wodurch eine Steigerung der Leistung erzielt wird. Sollte eine physische Festplatte ausfallen, funktioniert der Mirror ohne Leistungseinbußen oder Datenverlust weiter.

Nach der Konfiguration kann ein RAID-1-Volume genau wie ein physisches Slice verwendet werden.

Sie können beliebige, einschließlich bereits vorhandener, Dateisysteme spiegeln. Außerdem können Sie RAID-1-Volumes für beliebige Anwendungen wie z. B. Datenbanken einsetzen.

Beispiel-Festplattenlayout für ein RAID-1-Volume

Die folgende Abbildung zeigt ein RAID-1-Volume, bei dem das Root-Dateisystem (/) auf zwei physischen Festplatten gespiegelt wird. Die Statusdatenbankreplikationen (metadbs) sind auf beide Festplatten verteilt.

Abbildung 12–2 Festplattenlayout für ein RAID-1-Volume

Abbildung 12–2 zeigt ein System mit der folgenden Konfiguration.

• Das Root-Dateisystem (/) auf hdisk0 ist in der Einzel-Slice-Verkettung namens d31 enthalten.

• Auf der Festplatte mit der Bezeichnung hdisk1 wird eine Einzel-Slice-Verkettung namens d32 erstellt.

• Der Mirror namens d30 besteht aus den beiden Submirrors d31 und d32.

• Im Mirror werden die Daten des Root-Dateisystems auf beiden Submirrors identisch gespeichert.

• Auf hdisk0 und hdisk1 werden Statusdatenbankreplikationen angelegt.