Wann sollte ich ein Software-RAID bevorzugen?

d3p · Feb 16, 2015

Hallo,

mich interessiert derzeit die Frage, wann ich ein Software-RAID gegenüber einem Hardware-RAID bevorzugen sollte.

Kann mir jemand diese Frage relativ präzise beantworten?

Danke,

Deleted member 15972 · Feb 16, 2015

Software Raid hat den schönen Vorteil, dass es unabhängig von einem bestimmten Controller funktioniert.
Dafür sprechen auch die sehr niedrigen Kosten, da man keinen dedizierten Raidcontroller benötigt.

The Busfreak · Feb 16, 2015

Bei einem ordentlichen Hardware-RAID (mit eigener CPU) erzielt man besonders bei RAID-Leveln mit Parität (RAID5, RAID6) eine bessere Performance. Dafür kann es zu Problemen kommen, wenn der RAID-Controller kaputt geht und ersetzt werden muss. In diesem Fall benötigt man oftmals das gleiche Controller-Modell wie vorher eingebaut war. Je nach Hersteller muss der neue Controller zudem die gleiche Firmware einsetzen, wie der Alte. Das führt zu geringerer Unabhängigkeit, wie Orebor bereits angemerkt hat.

danton · Feb 17, 2015

Vorteil von einem Hardware-RAID-Controller (nicht die Fake-RAID-Dinger, die z.B. Intel in seine Chipsätze einbaut): Er ist betriebssystemunabhängig (sofern es für den Kontroller entsprechende Treiber gibt), was z.B. bei Dual-Boot-Systemen vor Vorteil ist - das RAID ist sowohl unter Windows als auch Linux nutzbar.
Die wichtigsten Punkte sind zusammengefasst:
Software-RAID:
+ kostengünstig (keine zus. Hardware notwendig)
+ hardwareunabhängig
- Betriebssystemabhängig
- nicht bei jedem System bootfähig
- belastet den Hauptprozessor

Hardware-RAID:
+ weitestgehen Betriebssystem unabhängig (Treiber!)
+ performanter
+ bootfähig
- mit zusätzlichen Kosten verbunden
- Bei Defekt des RAID-Controllers nur an baugleichen Kontrollern (bei einigen Herstellern aber auch an anderen des gleichen Herstellers) weiter nutzbar

Es kommt auch immer aufs Einsatzszenario an: Wenn das installierte System kein Software-RAID unterstützt (z.B. VMWare Hypervisor), dann geht nur Hardware-RAID

PHP-Friends · Feb 17, 2015

d3p said:
mich interessiert derzeit die Frage, wann ich ein Software-RAID gegenüber einem Hardware-RAID bevorzugen sollte.

Gar nicht.

Nein - das ist natürlich Quatsch.

Im professionellen Hostingumfeld sollte allerdings meiner Meinung nach immer ein vernünftiges Hardware-RAID mit BBU zum Einsatz kommen. Ich persönlich bevorzuge Adaptec-Controller, da deren Bedienung recht intuitiv ist und sie (zumindest bei uns) bislang ohne Probleme laufen. Wir haben lediglich mal einen Controller per Firmware-Upgrade gegrillt, aber dann tauscht man ihn eben (geht bei den Adaptecs übrigens völlig problemlos).

IP-Projects.de · Feb 18, 2015

Da muss ich Tim widersprechen

Also grundsätzlich ist ein Software RAID nicht schlecht. Es ist eine sehr günstige Alternative eine bestimmte Ausfallsicherheit zu erreichen. Wie The Busfreak aber schon sagte macht das bei größeren RAID Leveln also 5,6 keinen Sinn mehr, da es dann zu komplex wird und die Ressourcen des Servers selbst zu stark in Anspruch nimmt. Für ein RAID 1 ist das aber gleichermaßen nutzbar wie ein Hardware RAID.

Allgemein gelten folgende Punkte
Nachteile Software RAID:
- hohe Systembelastung wenn eine HDD defekt ist und ausgetauscht werden muss.
- größerer Installationsaufwand
- mehr administrativer Aufwand, da der RAID Verbund von Hand wiederhergestellt werden muss im Fehlerfall
- größeres Datenrisiko wenn z.B. eine HDD nur teilweise kaputt geht und der RAID Manager diese nicht aus den Verbund wirft. Hierbei können Schäden am Dateisystem entstehen.

Vorteile Software RAID:
- keine Kosten
- unter Umständen leichter zu retten im worse Case Fall.

Bei einem Hardware RAID musst du nicht zwangsweise die Premium RAID Controller mit BBU einsetzen. Für einen einfachen Hardware RAID Verbund reichen bereits Adaptec 6405E Hardware RAID Controller. Diese können bis zu 4 Festplatten im RAID 0,1 oder 10 Verbund betreiben. Kostenfaktor ca. 150 € netto. Wenn hier eine HDD defekt geht musst du im Optimalfall diese lediglich tauschen, der Controller erkennt die neue und fügt diese dann automatisch dem RAID Verbund hinzu und rebuilded diesen. Das klappt in 90 % der Fälle auch sehr gut, in 10 % der Fälle muss man über das RAID Bios die HDD dem Verbund zuweisen. Beim Rebuild wird lediglich die CPU des Controllers belastet.

danton · Feb 18, 2015

IP-Projects.de said:
- größeres Datenrisiko wenn z.B. eine HDD nur teilweise kaputt geht und der RAID Manager diese nicht aus den Verbund wirft. Hierbei können Schäden am Dateisystem entstehen.

Das kann dir aber auch mit einem Hardware-RAID-Controller passieren - habe ich vor ein paar Jahren mal bei einem DELL Server erlebt. Bis zum Neustart war alles OK, bei Neustart hat der Controller die defekte Platte wieder kannt und dabei das RAID erlegt. War dann ein außerplanmäßiger Restore-Test, weil der UPS-Mann mit der Ersatzplatte ein paar Minuten später in der Tür stand...

IP-Projects.de · Feb 18, 2015

Das kann dir aber auch mit einem Hardware-RAID-Controller passieren - habe ich vor ein paar Jahren mal bei einem DELL Server erlebt. Bis zum Neustart war alles OK, bei Neustart hat der Controller die defekte Platte wieder kannt und dabei das RAID erlegt. War dann ein außerplanmäßiger Restore-Test, weil der UPS-Mann mit der Ersatzplatte ein paar Minuten später in der Tür stand...

Völlig richtig. Die Chance dass es passiert ist nur geringer, da der Controller weitere Werte prüft wie Aborted Commands oder Smart.

PHP-Friends · Feb 19, 2015

IP-Projects.de said:
Da muss ich Tim widersprechen

Ich hab doch extra noch dazu geschrieben, dass das nicht ernst gemeint war...

Wir betreuen auch viele (externe) Server mit Software-RAID und ich will das gar nicht grundsätzlich schlechtreden. Für mich gehört ein guter RAID-Controller trotzdem in ein professionell betriebenes Serversystem (Ausnahmen bestätigen die Regel), nicht zuletzt schätze ich auch den von Michael beschriebenen Komfort (Platte tauschen und den Rest macht der Controller) einfach sehr. Das relativiert auch ein bisschen die Kosten eines Controllers (wenn auch nur ein bisschen

), da Arbeitszeit schließlich auch Geld kostet.

yago · Feb 19, 2015

Wie verhält sich das mit SSDs, können die günstigen Controller mittlerweile TRIM?
Falls nicht, würde ich bei SSDs ein Softwareraid zu bevorzugen, mdraid kann das ja inzwischen.

d3p · Feb 19, 2015

Erstmal vielen Dank an alle!

Andere Frage.
Unter welcher Konstellation würde ihr ein SW-RAID einem HW-RAID vorziehen?

IP-Projects.de · Feb 19, 2015

Ich würde es aus Kostengründen bei 2 HDDs vorziehen.

danton · Feb 20, 2015

Kommt immer auf den einsatzzweck an. Mein Server daheim hat einen Adaptec 6405E drin, weil ich da vSphere Hypervisor drauf laufen habe - da geht es nicht anders.
Wenn du eine gute Festplattenperformace benötigst, bist du mit einem HW-RAID meist besser bedient, weil die oft auch noch zusätzlichen Cache drauf haben.
Als ich meinen Linux-Server daheim virtualisiert habe, fühlte er sich danach im Punkt HDD-Zugriffe deutlich besser an, also vorher per Software-RAID (bei den gleichen Festplatten wohlgemerkt).

MadMakz · Feb 20, 2015

danton said:
Wenn du eine gute Festplattenperformace benötigst, bist du mit einem HW-RAID meist besser bedient...

Cloudflare behauptet genau das gegenteil. XD

Ich denke es kommt einfach auf den einzelfall / die applikation an. Pauschal lässt sich das offensichtlich nicht sagen.
Zumindest solange keiner einen Referenztest macht mit SW vs HW Raid auf gleicher Plattform. Mit den aspekten Geschwindigkeit und Systembelastung.

Jesaja · Feb 20, 2015

Kennt jemand mal aktuelle(!) Tests zu dem Thema?
ZFS ist ja das beste Beispiel, wo ein Software-RAID (und etwas mehr) sinnvoll ist.
Eine aktuelle CPU sollte damit soweit klarkommen, dass durch das RAID nur wenige % CPU-Last draufkommen.

PHP-Friends · Feb 20, 2015

Die Performancefrage ist so eine Sache.

Dass ich ein "Hardware-RAID-Fan" bin, hat man wohl schon aus meinen vorherigen Beiträgen herauslesen können. Nichtsdestotrotz sind mir bei einem guten RAID-Controller der Komfort, die Robustheit und die einfache Verwaltung im Allgemeinen wichtiger als der Performancezuwachs.

Bei einem RAID-5 ist ein Hardware-RAID mit möglichst großem Schreibcache definitiv performanter (Stichwort Write Penalty), bei einem RAID-10 läuft es zumindest unseren Tests nach aber ebenfalls schneller. Gerade ein RAID-5 beim Schreiben macht ein Software-RAID wenig(er) Spaß, da wäre es dann auch für mich wieder eine Performancefrage.

Was die Belastung der Host-CPU angeht, möchte ich noch darauf hinweisen, dass die Chips auf den RAID-Controllern speziell für ihre Aufgabe konzipiert werden und daher einen gewissen Vorteil haben. Bei Routern z.B. verhält es sich ja genauso - "richtige" Router sind wesentlich performanter als ein zum Router umgebautes Linux-System.

=> https://de.wikipedia.org/wiki/Anwendungsspezifische_integrierte_Schaltung

Nebenbei: Spätestens beim RAID-Rebuild nach einem HDD-Tausch möchte ich kein Software-RAID mehr nutzen. So gut, wie der Controller die Rebuild-Leistung der Last anpassen kann, kriegt es das Linux-Software-RAID definitiv nicht hin.

Beim regelmäßigen Konsistenzcheck ist es genauso - den sieht man in keiner Weise auf den Munin-Graphen in Form von höherer Latenz oder gestiegenem iowait.

IP-Projects.de · Feb 20, 2015

Ein paar konkrete Werte

Das Problem ist, ich weiß nicht wie die unterschiedlichen Systeme ausgelastet sind und es ist natürlich bei unterschiedlicher Hardware schwer einen Vergleich zu finden. Ich hoffe aber, dass ich dir damit dennoch weiterhelfen kann was die Entscheidungsfindung angeht.

Software RAID 1 - Kingston HyperX 240 GB SSDs - Filesystem ZFS:

Hardware
Intel® Core™ i7-4930K
32 GB DDR3 1333
2x 240 GB

Zeit, die die Festplatte benötigen um eine 10 GB große Datei zu schreiben:

Code:

root@:~# time dd if=/dev/zero of=datei bs=1M count=10240
10240+0 Datensätze ein
10240+0 Datensätze aus
10737418240 Bytes (11 GB) kopiert, 17,1052 s, 628 MB/s

real    0m17.107s
user    0m0.004s
sys     0m5.256s