{"id":17157,"date":"2020-01-16T15:40:35","date_gmt":"2020-01-16T14:40:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/?p=17157"},"modified":"2021-02-04T16:48:01","modified_gmt":"2021-02-04T15:48:01","slug":"raid-zusammenarbeit-von-datentraegern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thomas-krenn.com\/de\/tkmag\/expertentipps\/raid-zusammenarbeit-von-datentraegern\/","title":{"rendered":"RAID \u2013 Zusammenarbeit von Datentr\u00e4gern"},"content":{"rendered":"\n

Ist die Kapazit\u00e4t einer Festplatte ersch\u00f6pft, liegt die L\u00f6sung nahe, einfach mehrere Datentr\u00e4ger zu einem einzigen gro\u00dfen Datenspeicher zusammenzufassen. Ein solches gemeinsames Datenlager erleichtert die Verwaltung von Datenbest\u00e4nden und erh\u00f6ht die Ausfallsicherheit. Dieses als RAID \u2013 kurz f\u00fcr Redundant Array of Inexpensive Disks \u2013 bezeichnete Verfahren l\u00e4sst sich in unterschiedlichen Varianten (RAID-Level) einsetzen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ende der 80er Jahre waren gro\u00dfe, zuverl\u00e4ssige Festplatten\nextrem teuer. Aus Kostengr\u00fcnden etablierte sich daher die Praxis, mehrere\nkleinere Festplatten zu einem Verbund zusammenzuschlie\u00dfen. Die zu speichernden\nDateien wurden \u00fcber einen ausgefeilten Prozess den beteiligten Datentr\u00e4gern\nzugewiesen, sodass der Ausfall einer einzelnen Festplatte nicht mehr zu\nDatenverlust f\u00fchrte. Dank seinem hohen Grad an Sicherheit und Effizienz ist das\nKonzept einer Reihe unabh\u00e4ngiger Datentr\u00e4ger inzwischen weit im Storage-Bereich\nverbreitet.<\/p>\n\n\n\n

Die Zusammenarbeit zwischen den Festplatten eines RAID-Systems kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im Folgenden finden Sie einen \u00dcberblick \u00fcber die wichtigsten dieser sogenannten RAID-Level.<\/p>\n\n\n\n

RAID-Level 0: Viel Speicherplatz, keine Redundanz<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Das schnelle Abspeichern und Auslesen gro\u00dfer Datenmengen\nsteht bei diesem RAID-Level im Vordergrund. Dabei werden zu speichernde Dateien\nin Teilabschnitte aufgeteilt und diese wiederum auf den beteiligten Festplatten\nabgelegt. Der Vorteil dieser als \u201eStriping\u201c bekannten Arbeitsweise ist klar:\nParallele Speicher- und Lesevorg\u00e4nge bedeuten h\u00f6here Arbeitsgeschwindigkeit. <\/p>\n\n\n\n

Der gro\u00dfe Nachteil von RAID 0 besteht jedoch in der fehlenden Redundanz des Speichers. F\u00e4llt ein Datentr\u00e4ger mit den darauf gespeicherten Dateisegmenten aus, ist die komplette Datei verloren. Daher z\u00e4hlt man dieses Verfahren eigentlich nicht zu den RAID-Systemen im engeren Sinne.<\/p>\n\n\n\n

RAID-Level 1: Sicherheit geht vor<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Festplatten und SSDs besitzen nur eine begrenzte\nLebensdauer. Da bei Ausfall eines Datentr\u00e4gers auch die gespeicherten Inhalte\nverlorengehen, ist eine zuverl\u00e4ssige Sicherung unerl\u00e4sslich. Doch selbst wenn\nein aktuelles Backup vorliegt, kostet das Einspielen wertvolle Zeit. Um gegen\nden Ausfall eines Datentr\u00e4gers gewappnet zu sein, liegt es nahe, auf einer\nzweiten Festplatte eine Kopie der gelagerten Daten anzulegen. So kann bei\nunerwartetem Ableben eines Datentr\u00e4gers einfach mit der Spiegelung des\nDatenbestands auf der zweiten Festplatte weitergearbeitet werden.<\/p>\n\n\n\n

Dieses \u201eMirroring\u201c bildet das Prinzip von RAID 1. Das Speichern von Dateien dauert bei dieser Betriebsart genauso lange wie bei einer regul\u00e4ren Festplatte, das simultane Lesen von beiden Festplatten sorgt jedoch f\u00fcr eine h\u00f6here Lesegeschwindigkeit.<\/p>\n\n\n\n

RAID-Level 5 und 6: Kombinierte K\u00f6nigsklasse<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Sind ausreichend Datentr\u00e4ger verf\u00fcgbar, lassen sich diese\nbeiden Vorgehensweisen kombinieren: Dateien werden blockweise auf mehrere\nFestplatten verteilt und mit Zusatzinformationen ausgestattet, die im\nKrisenfall die Wiederherstellung der kompletten Datei erlaubt. M\u00f6glich wird\ndies durch Parit\u00e4tsinformationen und Fehlerkorrekturcodes.<\/p>\n\n\n\n

Diese komplexe Variante firmiert als RAID 5 und ist das\nderzeit am weitesten verbreitete RAID-System. Dies liegt vor allem in ihrer\nhohen Ausfallsicherheit begr\u00fcndet, die zus\u00e4tzlich noch durch eine hohe\nArbeitsgeschwindigkeit erg\u00e4nzt wird. Voraussetzung f\u00fcr die Anwendung von RAID 5\nsind mindestens drei verf\u00fcgbare Festplatten.<\/p>\n\n\n\n

RAID 6 arbeitet \u00e4hnlich wie RAID 5, speichert die Redundanzinformationen jedoch mehrfach. Dies erlaubt den gleichzeitigen Ausfall von zwei Festplatten, ohne dass permanenter Datenverlust droht. Nachteil dieser besonders sicheren Variante: niedrige Speicherkapazit\u00e4t (etwa 50 Prozent geringer als bei Systemen mit RAID 0). <\/p>\n\n\n\n

Weitere RAID-Level<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Anders als die weit verbreiteten RAID-Level 0, 1, 5 und 6\nfinden RAID-Level 2, 3 und 4 kaum noch Anwendung in der Praxis. Der\nVollst\u00e4ndigkeit halber gehen wir dennoch kurz auf sie ein.<\/p>\n\n\n\n

RAID 2 und 3 funktionieren \u00e4hnlich wie RAID 5; sie\nunterscheiden sich vor allem durch ihr Schema der Datenverteilung auf den\nFestplatten und die berechneten Redundanzinformationen. RAID 4 lagert die zur\nWiederherstellung notwendigen Zusatzinformationen auf eine separate Festplatte\naus.<\/p>\n\n\n\n

Besonders individuelle L\u00f6sungen lassen sich durch die Kombination\nverschiedener RAID-Systeme erzielen. So lassen sich etwa zwei RAID 1 als\nSpeicher f\u00fcr ein RAID 0 verwenden. Eine solche Verbindung w\u00fcrde entsprechend\nals RAID 10 bezeichnet. Analog w\u00fcrde aus einem RAID 0 und einem RAID 5 ein RAID\n05. <\/p>\n\n\n\n

Im Thomas-Krenn-Wiki finden Sie einen Vergleich der verschiedenen RAID-Level<\/strong><\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Hardware- oder Software-RAID?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Beim Aufbau eines RAID-Systems stellt sich die grundlegende\nFrage nach einer Hard- oder Software-L\u00f6sung. Bei der Hardware-Variante\n\u00fcbernimmt ein zus\u00e4tzlich installierter RAID-Controller die Steuerung der\neingebundenen Festplatten. F\u00fcr das Betriebssystem wirkt ein solcher\nFestplattenverbund wie ein einzelnes, gro\u00dfes Laufwerk. Besonders hochwertige\nRAID-Controller verbessern durch einen eingebauten Cache-Speicher, der verarbeiteten\nDaten zwischenspeichert, die Arbeitsgeschwindigkeit des Systems. Eine\nzus\u00e4tzliche Notstromversorgung des Caches sorgt f\u00fcr bestm\u00f6glichen Schutz vor\nDatenverlust.<\/p>\n\n\n\n

Nutzt hingegen das Betriebssystem die angeschlossenen\nDatentr\u00e4ger als RAID-System, spricht man von Software-RAID. Hierbei erledigt\nder Prozessor die Zuweisung der Datenbl\u00f6cke auf die verschiedenen Festplatten.\nDiese zus\u00e4tzliche Arbeitslast kann sich, je nach Leistungsf\u00e4higkeit des\nProzessors, m\u00f6glicherweise negativ auf die Arbeitsgeschwindigkeit auswirken.<\/p>\n\n\n\n

Zuletzt lassen sich Elemente aus Hard- und Software-L\u00f6sungen\nauch zu einem sogenannten Host-RAID kombinieren (auch Driver-RAID oder\nFirmware-RAID). Die Festplatten werden dabei von einem rudiment\u00e4ren Controller\ngesteuert, w\u00e4hrend der Gro\u00dfteil der Arbeit meist von einem propriet\u00e4ren Treiber\n\u00fcbernommen wird. <\/p>\n\n\n\n

Erschwert wird der Betrieb von Hardware- und Host-RAIDs durch das Fehlen eines einheitlichen Standards \u2013 jede L\u00f6sung verwendet eigene, komplexe Strategien und Verfahren. Brennt einem RAID-Controller etwa ein Chip durch, lassen sich die Festplatten nur an einem baugleichen RAID-Controller weiterbetrieben. Ist kein kompatibler Ersatz zur Hand, sind die Daten verloren. Hier k\u00f6nnen Software-RAIDs durch Flexibilit\u00e4t punkten: Die verwendete Software l\u00e4sst sich meist problemlos auf einem anderen System einsetzen, sodass Hardware-Ausf\u00e4lle weit weniger gravierende Folgen haben.<\/p>\n\n\n\n

Fazit<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Ein RAID-System bietet eine kosteng\u00fcnstige M\u00f6glichkeit, die\nArbeitsgeschwindigkeit zu erh\u00f6hen und dabei gleichzeitig das Ausfallrisiko zu\nsenken. Ein RAID 0 empfiehlt sich dabei nur f\u00fcr gro\u00dfe, tempor\u00e4re Dateien, deren\nVerlust nicht allzu kritisch w\u00e4re. Ein System mit RAID-Level 1 verkraftet den\ngleichzeitigen Ausfall aller Festplatten bis auf eine, ohne Daten zu verlieren.\nDabei beschr\u00e4nkt sich der Speicherplatz des Systems jedoch auf die Kapazit\u00e4t\neines einzelnen Datentr\u00e4gers bei relativ niedriger Schreibgeschwindigkeit. F\u00fcr\ndie meisten Anwendungsf\u00e4lle bietet sich daher RAID 5 oder 6 als optimales RAID-System\nan, sofern mindestens drei Festplatten zur Verf\u00fcgung stehen.<\/p>\n\n\n\n

Mehr Informationen und Tipps zum Thema RAID, so wie detaillierte Erkl\u00e4rungen zu den einzelnen RAID-Leveln und verschiedenen RAID-Controllern, finden Sie Im Thomas-Krenn-Wiki. In unseren Webinaren<\/strong><\/a> bieten wir Ihnen au\u00dferdem einen vertieften Einblick in den aktuellen Stand der RAID-Technologie \u2013 zum Beispiel die SmartRAID Adapter von Adaptec<\/a><\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

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