Datenspiegelung via Netzwerk Was ist LINBIT DRBD?

LINBIT DRBD ist eine vom österreichischen Unternehmen LINBIT entwickelte Open-Source-Software, mit der sich die Inhalte von Blockgeräten wie Festplatten, Partitionen oder logischen Laufwerken über ein Netzwerk spiegeln lassen. Mit DRBD lässt sich quasi ein RAID 1 über das Netzwerk realisieren. DRBD ist seit 2009 als Kernel-Modul Bestandteil des Linux-Kernels und wird für hochverfügbare Cluster eingesetzt.

LINBIT DRBD ist der Name einer Open-Source-Software für Linux zur Spiegelung der Inhalte von Blockgeräten über ein Netzwerk. Das Kürzel DRBD steht für „Distributed Replicated Block Device“. DRBD fungiert quasi als ein RAID 1 über das Netzwerk und spiegelt die Daten von Festplatten, Partitionen oder logischen Volumes zwischen zwei oder mehreren Hosts. Entwickelt wurde die Software vom österreichischen Unternehmen LINBIT, das von Philip Reisner mit einem Team 2001 gegründet wurde. LINBIT beschäftigt circa 50 Mitarbeiter und hat seinen Hauptsitz in Wien. Ein weiterer Firmensitz befindet sich in Portland, Oregon (USA).

Seit der Kernel-Version 2.6.33 ist DRBD als Kernel-Modul Bestandteil des Linux-Kernels. DRBD arbeitet als Block-Device unterhalb des Dateisystems und ermöglicht die Einrichtung hochverfügbarer Computer-Cluster. Seit der Version 9 von DRBD werden auch Multi-Node-Topologien mit bis zu 32 Nodes unterstützt, mit denen sich auch größere softwaredefinierte Speicherpools realisieren lassen. Die Software steht unter GNU General Public License Version 2. DRBD ist in C geschrieben.

Architektur und prinzipielle Funktionsweise von DRBD

Im Wesentlichen besteht die Implementierung von DRBD aus dem Linux-Kernel-Modul, mehreren Verwaltungsanwendungen im User-Space und einigen Shell-Skripten. Der DRBD-Kernel-Treiber stellt dem jeweiligen System virtuelle Blockgeräte zur Verfügung und repliziert die Schreibzugriffe zwischen den Peer-Knoten. Die Spiegelung kann synchron oder asynchron erfolgen. Bei der synchronen Spiegelung gilt der Schreibvorgang erst als abgeschlossen, wenn die Daten vollständig auf den Peer-Knoten geschrieben sind. Bei der asynchronen Spiegelung bestätigt der primäre Knoten den Schreibvorgang, noch bevor die Daten vollständig auf den anderen Peer-Knoten angekommen und geschrieben sind.

Dadurch, dass der Kernel-Treiber unterhalb des Dateisystems arbeitet, ist die Datenreplikation für alle Anwendungen transparent und erreicht gleichzeitig eine hohe Performance. Was die Datenübertragung angeht, beherrscht DRBD verschiedene Netzwerktransportmedien und -protokolle. Neben TCP/IP, das üblicherweise auf Ethernet-Hardware aufsetzt, ist auch der Transport über Remote Direct Memory Access (RDMA) möglich. RDMA erlaubt einen direkten Datentransfer zwischen den Arbeitsspeichern (RAM) verschiedener Nodes in einem Netzwerk, ohne die jeweilige CPU, den Cache oder das Betriebssystem zu belasten. Für diese Übertragungsart benötigt DRBD geeignete RDMA-Netzwerkkarten. Die RDMA-Übertragung ist per InfiniBand, iWARP (Internet Wide Area RDMA Protocol) oder RoCE (RDMA over Converged Ethernet) möglich. Mit der DRBD-Version 9 wurden die Transport- und Replikationslogik grundsätzlich überarbeitet. Die Netzwerklogik ist nun nicht mehr Teil des gemeinsamen DRBD-Kernelmoduls, sondern in ein ebenfalls in den Kernel zu ladendes Modul für den Netzwerktransport ausgelagert.

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