Raid 1 vs. Raid 5 vs. Raid 10: Was sind die Vor- und Nachteile?

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RAID steht für Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks. Dieser Artikel erläutert die Vor- und Nachteile von RAID 1, RAID 5 und RAID 10.

RAID-Level 1 – Spiegelung

Daten werden doppelt gespeichert, indem sie entweder auf das Datenlaufwerk (oder mehrere Datenlaufwerke) und ein Spiegellaufwerk (oder mehrere Laufwerke) geschrieben werden. Fällt ein Laufwerk aus, verwendet der Controller entweder das Datenlaufwerk oder das Spiegellaufwerk zur Datenwiederherstellung und setzt den Betrieb fort. Für ein RAID-2-Array werden mindestens zwei Laufwerke benötigt.

Vorteile

RAID 1 bietet eine hervorragende Lesegeschwindigkeit und eine Schreibgeschwindigkeit, die mit der eines einzelnen Laufwerks vergleichbar ist.
Bei einem Laufwerksausfall müssen die Daten nicht neu erstellt, sondern lediglich auf das Ersatzlaufwerk kopiert werden.
RAID 1 ist eine sehr einfache Technologie.

Nachteile

Der Hauptnachteil besteht darin, dass die effektive Speicherkapazität nur die Hälfte der gesamten Laufwerkskapazität beträgt, da alle Daten zweimal geschrieben werden.
Software-RAID-1-Lösungen ermöglichen nicht immer den Hot-Swap eines ausgefallenen Laufwerks. Das bedeutet, dass das ausgefallene Laufwerk erst nach dem Herunterfahren des angeschlossenen Computers ausgetauscht werden kann. Bei Servern, die gleichzeitig von vielen Benutzern genutzt werden, ist dies möglicherweise nicht akzeptabel. Solche Systeme verwenden typischerweise Hardware-Controller, die Hot-Swapping unterstützen.

Ideale Verwendung

RAID-1 eignet sich ideal für unternehmenskritische Speichersysteme, beispielsweise für Buchhaltungssysteme. Es eignet sich auch für kleine Server, auf denen nur zwei Datenlaufwerke verwendet werden.

RAID-Level 5

RAID 5 ist der gängigste sichere RAID-Level. Es erfordert mindestens drei Laufwerke, kann aber mit bis zu 3 arbeiten. Datenblöcke werden über die Laufwerke verteilt, und auf ein Laufwerk wird eine Paritätsprüfsumme aller Blockdaten geschrieben. Die Paritätsdaten werden nicht auf ein festes Laufwerk geschrieben, sondern über alle Laufwerke verteilt, wie die folgende Abbildung zeigt. Anhand der Paritätsdaten kann der Computer die Daten eines der anderen Datenblöcke neu berechnen, falls diese nicht mehr verfügbar sind. Das bedeutet, dass ein RAID-16-Verbund den Ausfall eines einzelnen Laufwerks ohne Datenverlust oder Datenzugriff übersteht. Obwohl RAID 5 auch per Software realisiert werden kann, wird ein Hardware-Controller empfohlen. Oft wird auf diesen Controllern zusätzlicher Cache-Speicher verwendet, um die Schreibleistung zu verbessern.

Vorteile

Lesedatentransaktionen sind sehr schnell, während Schreibdatentransaktionen etwas langsamer sind (aufgrund der Parität, die berechnet werden muss).
Wenn ein Laufwerk ausfällt, haben Sie weiterhin Zugriff auf alle Daten, auch während das ausgefallene Laufwerk ersetzt wird und der Speichercontroller die Daten auf dem neuen Laufwerk neu aufbaut.

Nachteile

Laufwerksausfälle haben Auswirkungen auf den Durchsatz, dieser ist jedoch noch akzeptabel.
Diese Technologie ist komplex. Fällt eine Festplatte in einem Array mit 4-TB-Festplatten aus und wird ausgetauscht, kann die Wiederherstellung der Daten (die Wiederherstellungszeit) je nach Auslastung des Arrays und Controllergeschwindigkeit einen Tag oder länger dauern. Fällt in dieser Zeit eine weitere Festplatte aus, sind die Daten unwiederbringlich verloren.

Ideale Verwendung

RAID 5 ist ein gutes Allround-System, das effizienten Speicher mit hervorragender Sicherheit und ordentlicher Leistung kombiniert. Es eignet sich ideal für Datei- und Anwendungsserver mit einer begrenzten Anzahl von Datenlaufwerken.

RAID-Level 10 – Kombination aus RAID 1 und RAID 0

Es ist möglich, die Vorteile (und Nachteile) von RAID 0 und RAID 1 in einem einzigen System zu kombinieren. Dies ist eine verschachtelte oder hybride RAID-Konfiguration. Sie bietet Sicherheit durch die Spiegelung aller Daten auf sekundären Laufwerken und die Verwendung von Striping über jeden Laufwerkssatz zur Beschleunigung der Datenübertragung.

Vorteile

Sollte eine der Festplatten in einer RAID-10-Konfiguration ausfallen, ist die Wiederherstellung sehr schnell, da lediglich alle Daten vom verbleibenden Spiegel auf eine neue Festplatte kopiert werden müssen. Bei Festplatten mit 30 TB kann dies bereits nach 1 Minuten geschehen.

Nachteile

Die Hälfte der Speicherkapazität wird für die Spiegelung verwendet. Im Vergleich zu großen RAID 5- oder RAID 6-Arrays ist dies also eine teure Möglichkeit, Redundanz zu erreichen.