Analysieren der RAID-Controller-Cache-Verfahren im TTY-Protokoll

TTY-Protokolle (RAID-Controller-Protokolle) enthalten Referenzen zu Lese-, Schreib- und Cache-Verfahren, die virtuellen Laufwerken zugewiesen sind.  Diese Verfahren können sich auf die Leistung von virtuellen Laufwerken auswirken und bei nicht ordnungsgemäßer Verwendung das Risiko eines Datenverlusts bei einem Stromausfall erhöhen. 
 

Leseverfahren: 

• Kein Vorauslesen – Vorauslese-Cache-Verfahren nicht verwenden.
• Vorauslesen – Sequentielle Plattensektoren vor den aktuell gelesenen werden zwischengespeichert.  Dieses Verfahren kann die Leistung verbessern, wenn Daten sequentiell gespeichert werden.  Dies bietet normalerweise keinen Vorteil für zufällige Leseoperationen.  (Nützlich für den Zugriff auf größere und/oder sequentiell gespeicherte Dateien)
• Adaptives Vorauslesen – Verwendet Vorauslese-Zwischenspeicherung nur, wenn die beiden vorherigen Leseanforderungen auf sequenzielle Plattensektoren zugegriffen haben.  Wenn nicht, wird kein Vorauslese-Verfahren verwendet.

 
Schreibrichtlinien: 

• Durchschreiben (WT) – Der Schreibvorgang ist erst abgeschlossen, nachdem das Ziellaufwerk den erfolgreichen Schreibvorgang gemeldet hat.
• Zurückschreiben (WB) – Das Schreiben ist abgeschlossen, nachdem sich die Daten im Cache des Controllers befinden, auch wenn sie nicht auf das Ziellaufwerk geschrieben wurden. 
  • Dieses Verfahren birgt ein zusätzliches Risiko für Datenverlust, da Daten, die nicht auf einer Festplatte gespeichert sind, verloren gehen können, wenn das System die Stromversorgung verliert.  Die Verwendung eines akkugepufferten Caches kann dieses Risiko verringern.
  • Das WB-Verfahren wird auf WT zurückgesetzt, wenn der Akku nicht ausreicht, um die Daten im Cache zu speichern
• Zurückschreiben erzwingen – Die Schreibrichtlinie bleibt unabhängig vom Status des Akkus auf Zurückschreiben eingestellt. 

 
Andere Verfahren: 

• Zugriffsrichtlinie:
  • Lese-/Schreibzugriff – ermöglicht Lese- und Schreibvorgänge auf dem Gerät
  • Nur Lesen – ermöglicht Lesevorgänge auf dem Gerät, Schreibvorgänge sind nicht zulässig.
    • SSD-Laufwerke verfügen nur über begrenzte Schreibfunktion.  Sobald die maximale Anzahl der Schreibvorgänge erreicht wurde, ändert sich das Verfahren auf "Nur Lesen" und es können keine zusätzlichen Schreibvorgänge ausgeführt werden.
  • Gesperrt – Weder Lese- noch Schreibzugriff ist zulässig
• Datenträgercache-Verfahren – Wenn diese Option aktiviert ist, wird vor dem Medium in den Cache der Festplatte geschrieben
  • Für virtuelle Laufwerke mit SATA-Festplatten ist dieses Verfahren standardmäßig AKTIVIERT
  • Für virtuelle Laufwerke mit SAS-Festplatten ist dieses Verfahren standardmäßig DEAKTIVIERT
  • Für treiberbasierte RAID-Controller wie SAS 6/iR und H200 ist dieses Verfahren erst verfügbar, NACHDEM das virtuelle Laufwerk erstellt wurde.

Viele Aspekte der Servertechnologie verwenden andere Nummerierungssysteme als Dezimalzahlen (Basis 10), wie z. B. binär (Basis 2) und hexadezimal (Basis 16).  Oft ist eine Konvertierung zwischen Nummerierungssystemen erforderlich, um die volle Bedeutung bestimmter Werte zu verstehen.  

Ein Satz von 4 Bits im Binärformat wird häufig durch einen einzelnen Wert im Hexadezimalsystem dargestellt.  Hexadezimalwerte werden häufig verwendet, um viel größere Werte im Binärformat darzustellen.  Bei einem zweistelligen Hexadezimalwert werden beim Konvertieren in Binärwerte insgesamt 8 Bit und 4 Bit pro Hexadezimalwert verwendet.  Beim Konvertieren der Hexadezimalzahl 0d in eine Binärzahl entspricht der erste Hexadezimalwert 0 dem Binärwert 0000 und der zweite Hexadezimalwert "d" dem Binärwert 1101.  Zusammengenommen entsprechen die Hex-Werte "0d" den Binärwerten 0000 1101.  4 Bits im Binärformat werden "Halbbytes" genannt, 8 Bits sind ein "Byte". 

0000 = 0            0100 = 4            1000 = 8            1100 = c

0001 = 1            0101 = 5            1001 = 9            1101 = d

0010 = 2            0110 = 6            1010 = a            1110 = e

0011 = 3            0111 = 7            1011 = b            1111 = f

Abbildung 1:  Konvertierung von binär zu hexadezimal 
 

Dies ist wichtig, da binäre Werte oft als Bitmaske verwendet werden, um verschiedene Einstellungen und Konfigurationen darzustellen.  In Netzwerken ist eine Subnetzmaske beispielsweise eine Reihe von Bits, mit denen die Anzahl der verfügbaren Netzwerke und die Anzahl der Hosts pro Netzwerk festgelegt werden, die konfiguriert werden können. 

Für RAID-Cache-Verfahren lautet die Bitmasken-Definition wie folgt:

• dcp = Standard-Cache-Verfahren & ccp = aktuelles Cache-Verfahren
  • x01 = Zurückschreiben 
  • x04 = Vorauslesen
  • x08 = Adaptives Vorauslesen
  • x10 = Schreibcache ok wenn schlechte BBU (Zurückschreiben erzwingen)
  • x20 = Schreibcache erlaubt
  • x40 = Lesecache erlaubt

• ap = Zugriffsrichtlinie
  • 0 = Lesen, Schreiben
  • 2 = Schreibgeschützt
  • 3 = Blockiert

• dc - Festplattencache-Verfahren
  • 0 = Unverändert, Datenträger-Standard verwenden = (SAS deaktiviert, SATA aktiviert)
  • 1 = Festplattenschreibcache aktiviert
  • 2 = Festplattenschreibcache deaktiviert

x01 steht für das Suchen nach dem Wert 1 im zweiten binären Datenwort – 0000 0001 – die hervorgehobene Ziffer

x04 steht für das Suchen nach dem Wert 4 im zweiten binären Datenwort – 0000 0100 – die hervorgehobene Ziffer

x08 steht für das Suchen nach dem Wert 8 im zweiten binären Datenwort – 0000 1000 – die hervorgehobene Ziffer

x10 steht für das Suchen nach dem Wert 1 im ersten binären Datenwort – 0001 0000 – die hervorgehobene Ziffer

x20 steht für das Suchen nach dem Wert 2 im ersten binären Datenwort – 0010 0000 – die hervorgehobene Ziffer

x40 steht für das Suchen nach dem Wert 4 im ersten binären Datenwort – 0100 0000 – die hervorgehobene Ziffer 

Bei der Analyse der Ausgabe der Controller-Protokolle können bestimmte Cache-Einstellungen bestimmt werden, indem die einzelnen Cache-Verfahren abgerufen und konvertiert werden.  Abbildung 2 zeigt die Einstellungen für die Cache-Verfahren. 
 

07/18/12  5:16:37: EVT#28008-07/18/12  5:16:37:  54=Policy change on VD 00/0 to [ID=00,dcp=0d,ccp=0d,ap=0,dc=0,dbgi=0] from [ID=00,dcp=0d,ccp=0c,ap=0,dc=0,dbgi=0] 

Abbildung 2:  Beispiel für eine Controller-Protokollausgabe mit Änderungen des Cache-Verfahrens

Das Standard-Cache-Verfahren (DCP) ist das Cache-Verfahren, das bei der Erstellung des Arrays festgelegt wurde oder vom Benutzer zu einem bestimmten Zeitpunkt manuell festgelegt wurde.  Das aktuelle Cache-Verfahren (CCP) ist das aktuell verwendete Cache-Verfahren, das auf der automatischen Reaktion des Controllers auf ein bestimmtes Ereignis basiert. 

In jedem 4-Bit-Datenwort repräsentiert jedes Bit eine andere Funktion.  Die Bitmaske wird verwendet, um die Bedeutung jedes Bits zu bestimmen.  Abbildung 3 zeigt die Korrelation zwischen den binären Werten und der Cache-Verfahrenseinstellung für jedes Bit.
 

Abbildung 3:  Bitmaskenwerte und Bedeutungen für jedes Bit