Storage on FISI Lernzettelhttps://hugo.globuklumbo.de/04_storage/Recent content in Storage on FISI LernzettelHugodeHDD vs. SSD & IOPS/Performancehttps://hugo.globuklumbo.de/04_storage/hdd-vs-ssd/Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000https://hugo.globuklumbo.de/04_storage/hdd-vs-ssd/<h1 id="hdd-vs-ssd--iopsperformance">HDD vs. SSD &amp; IOPS/Performance<a class="anchor" href="#hdd-vs-ssd--iopsperformance">#</a></h1> <p>Die Wahl zwischen <strong>HDD</strong> (Hard Disk Drive) und <strong>SSD</strong> (Solid State Drive) betrifft Geschwindigkeit, Preis, Lebensdauer und Einsatzzweck eines Speichersystems.</p> <hr> <h2 id="funktionsprinzip">Funktionsprinzip<a class="anchor" href="#funktionsprinzip">#</a></h2> <table> <thead> <tr> <th>Merkmal</th> <th><abbr title="Hard Disk Drive" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">HDD</abbr></th> <th><abbr title="Solid State Drive" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">SSD</abbr></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td><strong>Technologie</strong></td> <td>Magnetische, rotierende Scheiben + Schreib-/Lesekopf</td> <td>Flash-Speicher (NAND), keine beweglichen Teile</td> </tr> <tr> <td><strong>Zugriffszeit</strong></td> <td>~ 5–10 ms (mechanische Positionierung)</td> <td>~ 0,1 ms (rein elektronisch)</td> </tr> <tr> <td><strong>IOPS</strong> (Random 4K)</td> <td>~ 50–150</td> <td>Zehntausende bis Millionen</td> </tr> <tr> <td><strong>Geräusch</strong></td> <td>Hörbares Rotieren/Klicken</td> <td>Lautlos</td> </tr> <tr> <td><strong>Stoßempfindlichkeit</strong></td> <td>Empfindlich (bewegte Teile)</td> <td>Robust (keine beweglichen Teile)</td> </tr> <tr> <td><strong>Preis pro GB</strong></td> <td>Günstig</td> <td>Teurer (sinkt stetig)</td> </tr> <tr> <td><strong>Kapazität</strong></td> <td>Sehr hoch (mehrere TB günstig)</td> <td>Hoch, aber teurer pro TB</td> </tr> <tr> <td><strong>Lebensdauer</strong></td> <td>Mechanischer Verschleiß</td> <td>Begrenzte Schreibzyklen (TBW-Wert)</td> </tr> </tbody> </table> <h2 id="iops-inputoutput-operations-per-second">IOPS (Input/Output Operations Per Second)<a class="anchor" href="#iops-inputoutput-operations-per-second">#</a></h2> <p><strong>IOPS</strong> misst, wie viele Lese-/Schreibvorgänge ein Speichermedium pro Sekunde verarbeiten kann — besonders relevant bei <strong>vielen kleinen, zufälligen Zugriffen</strong> (z. B. Datenbank-Server), im Gegensatz zum reinen Durchsatz (MB/s) bei großen, sequentiellen Dateien.</p>SAN & NAS — Netzwerkspeicherhttps://hugo.globuklumbo.de/04_storage/san_nas/Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000https://hugo.globuklumbo.de/04_storage/san_nas/<h1 id="san--nas--netzwerkspeicher">SAN &amp; NAS — Netzwerkspeicher<a class="anchor" href="#san--nas--netzwerkspeicher">#</a></h1> <p>Netzwerkspeicher ermöglicht es, Datenspeicher vom Server zu trennen und zentral bereitzustellen. Es gibt drei grundlegende Architekturen:</p> <hr> <h2 id="1-überblick-das-nas-und-san">1. Überblick: DAS, NAS und SAN<a class="anchor" href="#1-%c3%bcberblick-das-nas-und-san">#</a></h2> <table> <thead> <tr> <th></th> <th><strong>DAS</strong></th> <th><strong><abbr title="Network Attached Storage" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">NAS</abbr></strong></th> <th><strong><abbr title="Storage Area Network" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">SAN</abbr></strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td><strong>Name</strong></td> <td>Direct Attached Storage</td> <td>Network Attached Storage</td> <td>Storage Area Network</td> </tr> <tr> <td><strong>Anbindung</strong></td> <td>Direkt am Server (USB, SATA, SAS)</td> <td>Über LAN (TCP/IP)</td> <td>Über eigenes Speichernetz (FC, iSCSI)</td> </tr> <tr> <td><strong>Zugriff</strong></td> <td>Block-Level (direkt)</td> <td>Datei-Level (SMB, NFS)</td> <td>Block-Level (wie lokale Festplatte)</td> </tr> <tr> <td><strong>Freigabe</strong></td> <td>Nur für diesen Server</td> <td>Mehrere Server und Clients</td> <td>Mehrere Server</td> </tr> <tr> <td><strong>Kosten</strong></td> <td>Gering</td> <td>Mittel</td> <td>Hoch</td> </tr> <tr> <td><strong>Typischer Einsatz</strong></td> <td>Einzelner Workstation</td> <td>Dateiserver, Heimnetz</td> <td>Rechenzentren, Virtualisierung</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="2-nas--network-attached-storage">2. NAS — Network Attached Storage<a class="anchor" href="#2-nas--network-attached-storage">#</a></h2> <p>Das NAS ist ein eigenständiges Gerät im Netzwerk, das Dateien über <strong>Netzwerkprotokolle</strong> bereitstellt.</p>Speicher-Schnittstellen: SATA, SAS, NVMe, M.2https://hugo.globuklumbo.de/04_storage/speicher-schnittstellen/Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000https://hugo.globuklumbo.de/04_storage/speicher-schnittstellen/<h1 id="speicher-schnittstellen-sata-sas-nvme-m2">Speicher-Schnittstellen: SATA, SAS, NVMe, M.2<a class="anchor" href="#speicher-schnittstellen-sata-sas-nvme-m2">#</a></h1> <p>Massenspeicher werden über unterschiedliche Schnittstellen angebunden — die Wahl beeinflusst maßgeblich Geschwindigkeit, Einsatzbereich und Preis.</p> <hr> <h2 id="überblick">Überblick<a class="anchor" href="#%c3%bcberblick">#</a></h2> <table> <thead> <tr> <th>Schnittstelle</th> <th>Bus</th> <th>Max. Geschwindigkeit</th> <th>Typischer Einsatz</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td><strong><abbr title="Serial Advanced Technology Attachment" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">SATA</abbr> III</strong></td> <td>SATA</td> <td>6 Gbit/s (~550 MB/s real)</td> <td>Consumer-HDDs/SSDs, Massenspeicher</td> </tr> <tr> <td><strong><abbr title="Serial Attached SCSI" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">SAS</abbr></strong></td> <td>SAS</td> <td>bis 22,5 Gbit/s</td> <td>Server, <abbr title="Redundant Array of Independent Disks" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">RAID</abbr>-Systeme, Hot-Swap</td> </tr> <tr> <td><strong>NVMe</strong></td> <td>PCIe</td> <td>bis mehrere GB/s (PCIe-abhängig)</td> <td>High-Performance-SSDs</td> </tr> <tr> <td><strong>M.2</strong></td> <td>Steckformat (SATA <strong>oder</strong> NVMe)</td> <td>abhängig vom genutzten Protokoll</td> <td>Kompakte SSDs in Laptops/Desktops</td> </tr> </tbody> </table> <blockquote class='book-hint '> <p><strong>Wichtig:</strong> M.2 ist ein <strong>Steckerformat</strong>, kein eigenes Protokoll — eine M.2-<abbr title="Solid State Drive" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">SSD</abbr> kann intern entweder SATA- oder NVMe-Protokoll nutzen. NVMe-M.2 ist deutlich schneller als SATA-M.2.</p>Speicherberechnung & Einheitenhttps://hugo.globuklumbo.de/04_storage/speicher_berechnung/Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000https://hugo.globuklumbo.de/04_storage/speicher_berechnung/<h1 id="speicherberechnung--einheiten">Speicherberechnung &amp; Einheiten<a class="anchor" href="#speicherberechnung--einheiten">#</a></h1> <p>Speicherkapazitäten und Übertragungsraten werden in unterschiedlichen Einheitensystemen angegeben – <strong>dezimal (SI)</strong> bei Herstellerangaben, <strong>binär (<abbr title="International Electrotechnical Commission" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">IEC</abbr>)</strong> bei Betriebssystemen. Diese Übersicht fasst die Umrechnungsregeln und typischen Prüfungsaufgaben zusammen.</p> <hr> <h2 id="1-grundeinheiten">1. Grundeinheiten<a class="anchor" href="#1-grundeinheiten">#</a></h2> <table> <thead> <tr> <th>Einheit</th> <th>Abkürzung</th> <th>Wert</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>Bit</td> <td>b</td> <td>kleinste Informationseinheit (0 oder 1)</td> </tr> <tr> <td>Byte</td> <td>B</td> <td>8 Bit</td> </tr> <tr> <td>Kilobyte</td> <td>KB</td> <td>1.000 Byte (SI-Norm)</td> </tr> <tr> <td>Megabyte</td> <td>MB</td> <td>1.000.000 Byte</td> </tr> <tr> <td>Gigabyte</td> <td>GB</td> <td>1.000.000.000 Byte</td> </tr> <tr> <td>Terabyte</td> <td>TB</td> <td>1.000.000.000.000 Byte</td> </tr> </tbody> </table> <blockquote class='book-hint '> <p><strong>Unterschied SI (dezimal) vs. Binär:</strong><br> Festplatten-Hersteller nutzen das <strong>dezimale</strong> System (1 KB = 1.000 B).<br> Betriebssysteme und <abbr title="Random Access Memory" style="text-decoration-line: underline; text-decoration-style: dotted; text-decoration-color: var(--color-link); cursor: help;">RAM</abbr> nutzen das <strong>binäre</strong> System (1 KiB = 1.024 B).</p>