RAID

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Begründung:
Es kommen noch andere RAID Varianten hinzu, hier sind vorerst die gängigsten beschrieben.

RAID steht für "Redundant Array of Independent Disks", was soviel heißt wie "Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten".

Redundant bedeutet wörtlich "mehr als nötig" oder "im Überfluss". Im Bezug auf RAID bedeutet dies, das Daten immer auf mehrere Festplatten geschrieben werden (Spiegelung) oder das die Daten wieder zurückgerechnet werden können (Parität). Streng genommen erfüllt RAID 0 keine Redundanz, da hier die Daten nur einmal vorhanden sind.


Beschreibung

Das Ziel von RAID ist, mehrere Datenspeicher derartig zu kombinieren, dass ein höherer Datendurchsatz, eine Redundanz gegen Datenverlust oder beides erreicht werden kann.

RAID kann sowohl software- als auch hardwareseitig bereit gestellt werden.

Was RAID naturgemäß nicht bietet, ist ein Schutz gegen Schadsoftware (Viren, Trojaner etc) und vor dem löschen von Daten.

Die RAID Level 1, 5, 6, 10 können zwar mit unterschiedlich großen Festplatten betrieben werden, allerdings empfiehlt sich dieses Vorgehen nicht, da in diesem Fall immer die Kapazität der kleinsten Festplatte für alle Festplatten festgelegt wird. Hat man also 6 * 1 TB und 1 * 300 GB werden auch die 1 TB Festplatten mit 300 GB festgelegt.

RAID Varianten

RAID 0: Striping

RAID-Level 0

RAID 0 verbindet minimal 2 Festplatten zur einem logischen Volume, in dem die Daten abwechselnd auf die verfügbaren Festplatten verteilt werden. Dieser RAID-Level bietet keinen Schutz gegen Datenverlust bei Ausfall einer Festplatte.

Vorteil Verteilung der Daten auf die verfügbaren Festplatten und damit erhöhter Datendurchsatz.
Nachteil Keine Redundanz und Fehlertoleranz. Beim Ausfall einer Festplatte sind die Daten verloren.
Mindestanzahl an Festplatten 2, 3, 4, (Plattenanzahl kann ungerade sein)
Berechnung Gesamtkapazität = Anzahl Festplatten * Kapazität der kleinsten Festplatte
Beispiel 4 * 750 GB, 1* 500 GB
Gesamtkapazität = 5 * 500 GB = 2,5 TB
4 * 750 GB
Gesamtkapazität = 4 * 750 GB = 3 TB
Die 500 GB Platte verringert also effektiv die Gesamtkapazität!

RAID 1: Mirroring

RAID-Level 1

RAID 1 spiegelt die Daten zwischen wenigstens 2 Festplatten, so dass die Daten auf jeder Platte vorhanden sind. Dieser RAID-Level bietet Schutz gegen Datenverlust bei Ausfall einer Festplatte.

Vorteil Paralleles schreiben der Daten auf die verfügbaren Festplatten. Da die Daten doppelt vorhanden sind, besteht eine Redundanz. Leseraten können (abhängig vom Controller) steigen, da die Daten von 2 Festplatten gleichzeitig gelesen werden können
Nachteil Der Plattenplatz reduziert sich auf die kleinste Festplatte, da eine 1:1 Kopie angelegt wird. Es empfiehlt sich also der Einsatz von gleich großen Festplatten.
Mindestanzahl an Festplatten 2, 4, 6, usw. (Plattenanzahl muss gerade sein)
Berechnung Gesamtkapazität = Kapazität der kleinsten Festplatte
Beispiel 1 * 750 GB, 1 * 300 GB
Gesamtkapazität = 300 GB
Durch die 300 GB Festplatte werden hier 450 GB der 750 GB Festplatte nicht genutzt.

RAID 5

RAID-Level 5

RAID 5 verteilt die Daten auf die Datenträger und berechnet und schreibt zusätzlich Paritätsdaten (Im Bild mit z.B. Ap angezeigt) um aus diesen die Daten einer ausgefallenen Festplatte zu rekonstruieren. Fallen zwei Festplatten aus, ist auch hier wieder ein kompletter Datenverlust zu verzeichnen. Hierzu ein Beispiel: Angenommen, Festplatte Disk 3 fällt aus, dann sind die A Daten gar nicht betroffen, und die Daten B - D können aus den Übrigen Daten + den Paritätsdaten wieder hergestellt werden. Sollte nun jedoch auch Festplatte Disk Festplatte Disk 0 ausfallen, dann stehen zur Rekonstruktion nicht mehr genügend Daten zur Verfügung.


Vorteil Bei Raid 5 darf max. 1 Festplatte ausfallen, damit es nicht zum Datenverlust kommt.
Nachteil Da bei jedem Schreiben jeweils die Partitätsdaten neu berechnet und geschrieben werden müssen, empfiehlt es sich nicht, sehr oft sehr kleine, unzusammenhängende Datenmengen zu schreiben.
Mindestanzahl an Festplatten 3, 4, 5 usw. (Plattenanzahl kann ungerade sein)
Berechnung Gesamtkapazität = (Anzahl der Festplatten − 1) * Kapazität der kleinsten Festplatte
Beispiel 1 * 750 GB, 1 * 300 GB, 1 * 1 TB
Gesamtkapazität = (3 - 1) * 300 GB = 600 GB
Durch die 300 GB Festplatte werden hier 450 GB + 700 GB nicht genutzt.

Im Vergleich:
3 * 750 GB
Gesamtkapazität = (3 - 1) * 750 GB = 1,5 GB
3 * 1 TB
Gesamtkapazität = (3 - 1) * 1 TB = 2 TB

RAID 6

RAID-Level 6

Ähnlich des Raid 5 ist auch Raid 6 in der Lage, Paritätsdaten verteilt über die gesamten Festplatten zu schreiben. Anders als bei Raid 5 werden allerdings nicht nur einmal, sondern zweimal die Paritätsdaten geschrieben. Daher dürfen bei Raid 6 auch 2 Festplatten gleichzeitig ausfallen. Bei 3 Ausfällen sind wiederum alle Daten verloren.
Hinweis:
Ein RAID 6 mit 4 Festplatten macht in sofern keinen Sinn, da ein RAID 10 mit der selben Anzahl an Platten die selbe Nettokapazität bietet, jedoch deutlich performanter ist.

Vorteil Bei RAID 6 dürfen 2 Festplatten ausfallen, damit es nicht zum Datenverlust kommt.
Nachteil Bei RAID 6 stehen bei der Mindestanzahl an Festplatten nur 50% der Kapazität zur Verfügung, bei fünf Festplatten 60 Prozent und bei sechs Festplatten 66,7 Prozent.
Mindestanzahl an Festplatten 4, 5, 6, usw. (Plattenanzahl kann ungerade sein)
Berechnung Gesamtkapazität = (Anzahl der Festplatten − 2) * Kapazität der kleinsten Festplatte
Beispiel 1 * 750 GB, 1 * 300 GB, 1 * 1 TB, 1 * 500 GB
Gesamtkapazität = (4 - 2) * 300 GB = 600 GB.

Durch die Verwendung unterschiedlich großer Festplatten werden hier die Kapazitäten der größeren Festplatten nicht genutzt. Es empfiehlt sich, immer gleich große Festplatten einzusetzen!

RAID 0+1

RAID-Level 0+1

Bei RAID 0+1 (Nicht zu verwechseln mit RAID 01) wird RAID 0 und RAID 1 kombiniert. Anhand des vorliegenden Beispiels bedeutet dies, dass ein Festplattenverbund aus 2 * 2 SUB-RAID 0 Festplatten gestriped und übergeordnet mit RAID 1 gespiegelt werden.

Bezogen auf das Beispiel bedeutet dies, dass in jedem SUB-RAID eine Festplatte ausfallen darf, jedoch nicht die, mit dem selben Dateninhalt. Der Verlust eines ganzen SUB-RAID führt nicht zum Datenverlust.

Vorteil Hohe Lese-/Schreibgeschwindigkeit, Redundanz
Nachteil Fällt ein ganzes SUB-RAID aus, sind die Daten nicht verloren
Mindestanzahl an Festplatten 4, 6, 8, usw. (Plattenanzahl muss gerade sein)
Berechnung Gesamtkapazität = (Anzahl der Festplatten − 2) * Kapazität der kleinsten Festplatte
Beispiel 1 * 750 GB, 1 * 300 GB, 1 * 1 TB, 1 * 500 GB

Gesamtkapazität = (4 - 2) * 300 GiByte = 600 GiByte.
Durch die Verwendung unterschiedlich großer Festplatten, geht ein deutlicher Anteil an Festplattenkapazität verloren!

RAID 1+0 (RAID 10)

RAID-Level 1+0

Bei RAID 1+0 (RAID 10) wird RAID 1 und RAID 0 kombiniert. Anhand des vorliegenden Beispiels bedeutet dies, dass ein Festplattenverbund aus 2 * 2 SUB-RAID 1 Festplatten gebildet und übergeordnet mit RAID 0 gestriped werden.

Bezogen auf das Beispiel bedeutet dies, dass in jedem SUB-RAID eine Festplatte ausfallen darf, jedoch nicht beide. Auch der Verlust eines ganzen SUB-RAID darf nicht auftreten.

Für dieses Konstrukt müssen immer eine gerade Anzahl an Platten (ab 4) verfügbar sein (also 4, , 6 etc).

Vorteil Hohe Lese-/Schreibgeschwindigkeit, Redundanz
Nachteil Fällt ein ganzes SUB-RAID aus, sind die Daten verloren
Mindestanzahl an Festplatten 4, 6, 8, usw. (Plattenanzahl muss gerade sein)
Berechnung Gesamtkapazität = (Anzahl der Festplatten − 2) * Kapazität der kleinsten Festplatte
Beispiel 1 * 750 GB, 1 * 300 GB, 1 * 1 TB, 1 * 500 GB

Gesamtkapazität = (4 - 2) * 300 GiByte = 600 GiByte.
Durch die Verwendung unterschiedlich großer Festplatten, geht ein deutlicher Anteil an Festplattenkapazität verloren!

RAID 01

RAID-Level 01
Vorteil
Nachteil
Mindestanzahl an Festplatten
Berechnung

Einzelnachweise, Weblinks und Anmerkungen