RAID
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Ein RAID (Redundant Array of Independent Disks) bezeichnet das Zusammenschalten von mehreren Festplatten oder anderen Datenträgern zu einem einzelnen logischen Laufwerk. Abhängig vom jeweiligen RAID Level ermöglicht es sowohl höhere Ausfallsicherheit als auch höhere Performance als sie mit einer Festplatte erreichbar ist. RAIDs können dabei mithilfe von Hardware RAID, Software RAID oder Firmware/Driver RAID verwendet werden.
Inhaltsverzeichnis |
RAID Level
| RAID Level | RAID 0 | RAID 1 | RAID 4 | RAID 5 | RAID 6 | RAID 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mindestanzahl an HDDs | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 |
| Funktionsweise | 
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| Datensicherheit | keine | Ausfall eines Laufwerks |
Ausfall eines Laufwerks |
Ausfall eines Laufwerks |
Ausfall von zwei Laufwerken |
Ausfall von einem Laufwerk pro Sub-Array |
| Kapazitätsausnutzung | 100% | 50% | 67% - 94% (bei 16 HDDs) | 67% - 94% (bei 16 HDDs) | 50% - 88% (bei 16 HDDs) | 50% |
| Rebuild nach einem HDD-Ausfall | nicht möglich Datenverlust! |
gespiegelte HDD kopieren | Berechnung des ursprünglichen Inhalts mittels XOR (dazu müssen alle verbliebenen HDDs vollständig gelesen werden) | Berechnung des ursprünglichen Inhalts mittels XOR (dazu müssen alle verbliebenen HDDs vollständig gelesen werden) | Berechnung des ursprünglichen Inhalts der HDD (im Detail von der jeweiligen RAID 6 Implementierung abhängig) | gespiegelte HDD kopieren |
| Rebuild nach einem doppelten HDD-Ausfall | nicht möglich Datenverlust! |
nicht möglich Datenverlust! |
nicht möglich Datenverlust! |
nicht möglich Datenverlust! |
Berechnung des ursprünglichen Inhalts der beiden HDDs (im Detail von der jeweiligen RAID 6 Implementierung abhängig) | nur möglich wenn zwei Festplatten von unterschiedlichen Spiegeln betroffen sind, dann gespiegelte HDDs jeweils kopieren |
RAID 0
- Hohe Performance: sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben können mehrere Festplatten parallel genutzt werden.
- Keine Ausfallsicherheit: bei einem Ausfall einer Festplatte gehen alle Daten des RAID Volumes verloren.
RAID 1
- Performance: beim Schreiben ist die Performance nahezu jene einer einzelnen Festplatte, beim Lesen von größeren Datenmengen besteht die Möglichkeit von beiden Laufwerken parallel zu lesen und somit die Lese-Performance zu steigern.
- Ausfallsicherheit: alle Daten sind vollständig gespiegelt, der Ausfall einer Festplatte führt zu keinem Datenverlust.
RAID 4
RAID 4 funktioniert ähnlich wie RAID 5, nur werden die Paritätsdaten auf einer dedizierten Festplatte gespeichert und nicht wie bei RAID 5 auf mehrere Festplatten verteilt.
RAID 5
- Ausfall einer Festplatte führt zu keinem Datenverlust: da bei einem RAID 1 in Summe nur 50 Prozent der Kapazität der beiden Festplatten nutzbar ist, gibt es mit RAID 5 einen RAID-Level der mit mehreren Festplatten nutzbar ist und ebenfalls wie RAID 1 den Ausfall einer einzelnen Festplatte toleriert.
- Paritätsdaten: anstelle einer vollständigen Spiegelung der Daten werden bei einem RAID 5 Paritätsdaten berechnet. Dazu wird eine XOR Operation genutzt.
- Verteilung der Paritätsdaten: die Paritätsdaten werden über alle vorhandenen Festplatten verteilt und nicht wie bei einem RAID 4 auf einer einzelnen Festplatte gespeichert. Bei einem RAID 4 unterlag diese Paritätsfestplatte einer höheren Abnutzung als die restlichen Festplatten des RAID Verbundes, daher spielt RAID 4 im Vergleich zu RAID 5 heute kaum noch eine Rolle.
- Höhere Lese-Performance: beim Lesen von größeren Datenmengen können mehrere Festplatten parallel genutzt werden und damit eine höhere Lese-Performance im Vergleich zu einer einzelnen Festplatte erziehlt werden.
- Schreib-Performance: beim Schreiben von kleinen Datenmengen sind zuvor Lesezugriffe notwendig, damit die neuen Paritätsdaten für das betroffene Stripe berechnet und ebenfalls geschrieben werden können (write penalty). Bei Hardware RAID Controllern mit integrierten Caches federn die Caches dieses Problem ab.
- Aufwändiges Wiederherstellen einer ausgefallenen Festplatte: bei einem RAID 1 genügt es nach einem Festplattenausfall zum Wiederherstellen des RAID Volumes den Inhalt der verbliebenen Festplatte auf eine neue Festplatte zu kopieren. Fällt eine Festplatte in einem RAID 5 aus, werden bei einem Wiederherstellen auf eine neue Festplatte aller noch vorhandenen Festplatten gelesen um mittels XOR Berechnung den Inhalt der ersetzten Festplatte zu berechnen
RAID 6
- Ausfall von zwei Festplatten führt zu keinem Datenverlust
- Unterschiedliche RAID 6 Implementierungen: es gibt unterschiedliche mathematische Möglichkeiten wie doppelte Paritätsdaten erstellt und verwendet werden können (z.B. Galois field oder RAID DP)
RAID 10
Weitere Informationen
- Auswahl eines geeigneten RAID-Level für bestimmte Anwendungsgebiete
- RAID im Überblick (TecChannel.de, 09.02.2011)
- RAID (de.wikipedia.org)
- Standard RAID Levels (en.wikipedia.org)
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