Erhalten Sie Ihre Daten im Cache mit BBU oder SuperCap

Interne Sicherung für RAID-Controller

RAID-Controller bilden innerhalb eines Computers ein Subsystem, das ausschließlich für die Verwaltung der angeschlossenen Laufwerke zuständig ist – inklusive eines eigenen Prozessors und sogar eines eigenen Speichers. Abhängig vom verwendeten RAID-Modus müssen die Mini-Rechner die zu speichernden Daten verarbeiten (z.B. durch XOR-Verknüpfungen bei Paritäten unter RAID5 und höher), bevor sie auf die Datenträger geschrieben werden.

BBU SuperCap RAID-Systeme

Schreibstau im Controller

Das Schreiben sollte im Idealfalle in Echtzeit passieren, allerdings gelingt das nicht immer zur Gänze. Gründe dafür könnten sein:

  • Handelsübliche Laufwerke wie Festplatten als auch SSDs speichern ihre Daten nicht Bit-weise, sondern in Blöcken. Der Controller muss also sukzessive die Daten vor dem Schreiben sammeln.
  • Weiterhin spielt die Zusammenarbeit zwischen Betriebssystem und RAID-Controller beim Cache eine Rolle. Synchrone Schreibvorgänge quittiert der RAID-Controller bereits dem Betriebssystem als geschrieben, obwohl sie sich tatsächlich zu diesem Zeitpunkt noch im Cache befinden.
  • Darüber hinaus geht bei starker Belastung das Lesen und Schreiben von mehreren Clients aus nicht immer augenblicklich von statten. Dann muss der Controller die Aufgaben der Reihe nach abarbeiten. Dafür werden die Daten wiederum im Speicher beziehungsweise im Cache des Controllers abgelegt, sortiert, verarbeitet und schließlich geschrieben.

 

CacheVault Broadcom BBU SuperCap RAID-Systeme

Murphys Gesetz erfüllt sich

Und hier macht sich ein Problemfeld auf: Was passiert mit den Daten in den oft mehrere Gigabytes großen Write-Caches, wenn der Strom ausfällt? Gehen die Daten verloren, wenn sie nicht auf die angeschlossenen Laufwerke geschrieben wurden?

Antwort: Ja

Wer den Speicher nicht absichert, verliert die Daten die zum Schreiben anstanden. Im schlimmsten Fall – etwa bei großen Datenbanken – entsteht so eine Inkonsistenz zwischen den protokollierten Schreibvorgängen und den Inhalten der aktiven Datenbank.

BBU SuperCap RAID-Systeme

Batterie-Backup-Unit oder Superkondensator

Lösung: Eine BBU oder ein SuperCap

  • Eine BBU verfügt über einen angedockten Akku, der den flüchtigen Cache-Speicher bis zu 72 Stunden mit Strom versorgt. Wie alle Li-Ionen-Akkus altern auch sie und müssen in einem Wartungs-Slot nach etwa drei bis fünf Jahren ausgetauscht werden.
  • Ein SuperCapacitor arbeitet zwar anders, sorgt aber auch für höhere Sicherheit: Mit der im Kondensator gespeicherten Energie werden die Daten flugs in einen nicht-flüchtigen Speicher geschoben und stehen so für den nächsten Start bereit.

Bei erneutem Anfahren des Server-/Storage-Systems schließt der RAID-Controller über den so gesicherten Cache also seine nicht beendeten Schreibvorgänge ab beziehungsweise meldet dem Betriebssystem, dass sie wiederholt werden müssen.
Hinweis: Bei eingeschalteter Sicherung per BBU oder SuperCap sollte der Laufwerkscache ausgeschaltet sein. Ansonsten können bei einem Stromausfall die Daten verloren gehen, obwohl der Controllercache gesichert wurde. Nur bei SSDs mit Power-Loss Protection kann der Laufwerkscache eingeschaltet bleiben.

Markennamen unserer BBUs oder SuperCaps!

Areca: BBM/FBM (Battery Back-up Modules/Flash-based Back-up Modules)

ATTO: CacheAssure™ Supercap Technology

Broadcom/LSI: CacheVault® Flash Cache Protection

RAID-Systeme

Eine weitere Absicherung bei Stromausfall

Rundumschutz per USV

Eine USV hingegen schützt nicht nur den RAID-Controller-Cache sondern komplett alle daran angeschlossenen Server und Storage-Systeme vor Stromausfall. Eingebaute Batterien sorgen dafür, dass die IT-Systeme für eine gewisse Zeit weiterarbeiten. Je nach Kapazität der Akkus sind das ein paar Minuten oder mehrere Stunden.

Die Größe hängt von Ihren Bedürfnissen ab: Soll der Server nur seine Schreibvorgänge abschließen und gesichert herunterfahren, oder soll er möglichst lange weiterfunktionieren. Die USV signalisiert übrigens permanent dem Server, ob noch Strom auf der Eingangsseite anliegt. So initiiert der Server seinerseits umgehend die Shutdown-Prozedur, wenn die Energie plötzlich ausbleibt.

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Seit 2017 sorgt der ehemalige Technikjournalist in Pressemitteilungen, Newslettern, Katalogen und im Web für neue Inhalte über Produkte und Leistungen von Starline. Er musste sich dazu einige Gigabyte an technischen Daten über das für ihn neue Metier zu Gemüte führen, um sich mit der Profi-Welt vertraut zu machen. Aktuell hat er sein Arbeitsumfeld auch auf das Marketing ausgedehnt und hilft bei der Messevorbereitung, Präsentationsmaterial und Geschäftsausstattung. Nach Feierabend widmet er sich ganz dem Handwerk und arbeitet gern mit Holz – sozusagen als analoger 3D-Drucker.

Markus Wölfel
Marketing