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11 Nutzung & Benchmarks


11.1 Wofür lohnt das Ganze denn nun?


11.1.1 Performance

Ein RAID-Device lohnt sich überall dort, wo viel auf die Festplatten zugegriffen wird. So kann zum Beispiel ein RAID-0 oder RAID-5 als /home Verzeichnis gemountet werden und das Nächste als /var oder /usr. Die Geschwindigkeitsvorteile sind gerade bei SCSI Hardware und festplattenintensiven Softwarepaketen wie KDE, StarOffice oder Netscape deutlich spürbar. Das ganze System fühlt sich erheblich performanter an.


11.1.2 Sicherheit

Mit einem RAID-1 System kann man z.B. die Sicherheit seiner Daten erhöhen. Fällt eine Platte aus, befinden sich die Daten immer noch auf der gespiegelten Partition. ähnliches gilt z.B. für ein RAID-5 System, welches zusätzlich zur erhöhten Sicherheit noch eine bessere Performance bietet.


11.1.3 Warum nicht?

Hat man schon mehrere Festplatten in seinem System, stellt sich einem doch die Frage, warum man eigentlich solch ein kostenloses Feature wie Software-RAID nicht nutzen sollte. Man denke nur mal an die Preise für gute Hardware-RAID Kontroller plus Speicher. Gerade der neue Kernel-Patch erleichtert einem vieles, was bisher nur auf Umwegen möglich war.

Schreitet die Entwicklung der Software-RAID Unterstützung unter Linux weiterhin so gut fort und bedenkt man die stetig steigende Leistung und die fallenden Preise von CPUs, so kann man sich denken, dass in naher Zukunft die CPU-Leistung, die eine Software-RAID Lösung benötigt, auch bei Standard-CPUs nicht mehr ins Gewicht fällt. Selbst heute reichen für ein Software-RAID auf SCSI-Basis CPUs mit 200-300 MHz völlig aus. Ein RAID-0 mit SCSI-Festplatten soll sogar auf einem 486DX-2/66 halbwegs akzeptabel laufen.


11.2 Vorschläge und überlegungen zur RAID-Nutzung


11.2.1 Apache (Webserver allgemein)

Aufgrund des hauptsächlichen Lesevorgangs kann hier ein RAID-0 oder RAID-5 Verbund empfohlen werden. Die Log-Dateien sollten allerdings nicht auf einem RAID-5 Verbund liegen. Werden durch dynamische Seiten Daten mit einer Datenbank ausgetauscht, gelten dieselben überlegungen wie bei dem Datenbankabschnitt.


11.2.2 Log-Dateien

Die typischen Sytem-Log-Dateien erbringen im allgemeinen keine hohe Dauerschreiblast. Hierbei ist es also egal, auf was für einem RAID-Verbund sie liegen. Anders sieht es bei Log-Dateien aus, welche viele Accounting-Informationen enthalten. Diese sollte man aufgrund der allgemeinen Schreibschwäche eines RAID-5 Verbundes eher auf schnellere RAID-Verbunde auslagern.


11.2.3 Oracle (Datenbank)

Oracle kann mit Tablespaces, die aus mehreren Datenfiles auf unterschiedlichen Platten bestehen, umgehen. Um hier zu einer vernünftigen Lastverteilung ohne RAID zu kommen, ist allerdings einiges an Planung vorauszusetzen. Für die Datenfiles und Controlfiles können RAID-0, RAID-1, RAID-10 oder auch RAID-5 Verbunde empfohlen werden; aus Sicherheitsgründen ist allerdings von RAID-0 Verbunden abzuraten. Für die Online-Redo-Log-Dateien empfiehlt sich aufgrund der Schreibschwächen kein RAID-5 System. Dafür könnten folgende Varianten konfiguriert werden:

  • einfache Redo-Log-Dateien auf einem RAID-1 oder RAID-10 Verbund
  • gespiegelte Redo-Log-Dateien jeweils auf einem RAID-0 Verbund; Oracle kann so konfiguriert werden, dass mehrere parallele Kopien der Redo-Log-Dateien geschrieben werden.

11.2.4 Squid (WWW-Proxy und Cache)

Für Squid im speziellen gilt, dass er von Haus aus mit mehreren Cache-Partitionen umgehen kann. Daher bringt ein darunterliegendes RAID-Array nicht mehr viel. Die Log-Dateien wiederum ergeben auf einem RAID-0 Verbund durchaus Sinn. Für andere WWW-Proxys wäre hier ein RAID-0 Verbund angebracht.


11.2.5 Systemverzeichnisse

Da hier verhältnismäßig wenig Schreibvorgänge stattfinden, jedoch auf jeden Fall die Redundanz gewährleistet sein sollte, empfiehlt sich für die Root-Partition ein RAID-1 Verbund und für die /home, /usr, /var Verzeichnisse einer der redundanten RAID-Modi (RAID-1, RAID-5, RAID-10).


11.3 Benchmarks

Um einen Vergleich zwischen den RAID-Verbunden mit ihren unterschiedlichen Chunk-Size Parametern ziehen zu können, findet das Programm Bonnie Anwendung, welches im Internet unter

en http://www.textuality.com/bonnie/

residiert. Bonnie erstellt eine beliebig große Datei auf dem RAID-Verbund und testet neben den unterschiedlichen Schreib- und Lesestrategien auch die anfallende CPU-Last. Allerdings sollte man die Testdatei mindestens doppelt so groß wie den real im Rechner vorhandenen RAM-Speicher wählen, da Bonnie sonst nicht die Geschwindigkeit des RAIDs, sondern das Cacheverhalten von Linux misst - und das ist gar nicht mal so schlecht.

Um die bei dem nicht sequentiellen Lesen von einem RAID-1 Verbund höhere Geschwindigkeit zu testen, eignet sich Bonnie aufgrund seiner einzelnen Testdatei allerdings nicht. Bonnie führt bei seinem Test also einen sequentiellen Schreib-/Lesevorgang durch, welcher nur von einer RAID-1 Festplatte beantwortet wird. Möchte man trotzdem einen RAID-1 Verbund geeignet testen, empfiehlt sich hierfür das Programm tiotest welches unter

en http://www.iki.fi/miku/

zu finden ist.

Da die Hardware wohl in jedem Rechner unterschiedlich ist, wurde darauf verzichtet, in der Ergebnistabelle absolute Werte einzutragen. Ein besserer Vergleich ergibt sich, wenn man die Geschwindigkeit einer Festplatte alleine als den Faktor eins zugrundelegt und bei Verwendung derselben Festplatten die RAID-Performance als Vielfaches dieses Wertes angibt. Da diese Konfiguration drei identische SCSI-Festplatten vorsieht, wäre also maximal eine 3x1fache Geschwindigkeit zu erwarten. Bedenken sollte man beim RAID-5 Testlauf auch, dass hier nur 2/3 der Kapazität direkt von Bonnie beschrieben werden. Andererseits soll dieser Test ja zeigen, wie viel Geschwindigkeitseinbußen oder -gewinn bei einer Datei derselben Größe zu erwarten sind.

  |            |              |                   |                  |                  |
|RAID-Modus  |  Chunk-Size  |  Blockgröße ext2  |  Seq. Input      |  Seq. Output     |
|            |              |                   |                  |                  |
|Normal      |  %           |  4 KB             |  1 = Referenz    |  1 = Referenz    |
|RAID-0      |  4 KB        |  4 KB             |  2,6 x Referenz  |  2,8 x Referenz  |
|RAID-5      |  32 KB       |  4 KB             |  1,7 x Referenz  |  1,9 x Referenz  |
|RAID 10     |  4 KB        |  4 KB             |  1,7 x Referenz  |  2,5 x Referenz  |

Wie zu erwarten erreicht ein RAID-0 Verbund aus drei identischen Festplatten annähernd die dreifache Leistung. Auch die RAID-5 Ergebnisse zeigen die bei drei Festplatten erwartete doppelte Leistung. Die Geschwindigkeit der dritten Festplatte kann ja aufgrund der Paritätsinformation nicht gemessen werden. Die Leistung eines RAID-5 sollte also allgemein der aller verwendeten Platten minus eins für die Paritätsinformationsplatte sein. Allerdings leidet RAID-5 an einer Art chronischer Schreibschwäche, welche durch das Berechnen und Ablegen der Paritätsinformationen zu erklären ist.

Um sich die Belastung des Prozessors und die benötigte Zeit zum Schreiben einer Testdatei anzusehen, kann man sich auch wieder des Programms dd befleißigen. Der folgende Aufruf von dd würde eine 100 MB große Datei in das aktuelle Verzeichnis schreiben und die Ergebnisse anzeigen:

root@linux ~# time dd if=/dev/zero of=./Testdatei bs=1024 count=102400


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