Was ist ein Raid?
RAID(Redundant Array of Independent Disks; ursprünglich Redundant Array of Inexpensive Disks) ist eine Abkürzung für Redundant Array of Independent (oder Inexpensive) Disks. RAID ist die Kombination mehrerer unabhängiger und relativ kleiner Festplatten zu einem einzigen großen Speicher. Die im Array enthaltenen Festplatten werden als Array-Mitglieder bezeichnet. Die Festplatten können auf verschiedene Arten, sogenannte RAID-Level, zu einem Array kombiniert werden. Jeder RAID-Level hat seine eigenen Merkmale:
Fehlertoleranz ist die Fähigkeit, einen oder mehrere Festplattenausfälle zu überstehen.
Leistung, die die Änderung der Lese- und Schreibgeschwindigkeit des gesamten Arrays im Vergleich zu einer einzelnen Festplatte zeigt.
Die Kapazität des Arrays wird durch die Menge der Benutzerdaten bestimmt, die in das Array geschrieben werden können. Die Array-Kapazität hängt vom RAID-Level ab und entspricht nicht immer der Summe der Größen der RAID-Teildatenträger.
Arten von Raids
Es gibt verschiedene RAID-Level. Welches Sie wählen, hängt davon ab, ob Sie RAID aus Leistungsgründen oder zur Fehlertoleranz (oder aus beiden Gründen) einsetzen. Es spielt auch eine Rolle, ob Sie Hardware- oder Software-RAID verwenden, da Software weniger Level unterstützt als hardwarebasiertes RAID. Bei Hardware-RAID spielt auch der Controllertyp eine Rolle. Verschiedene Controller unterstützen unterschiedliche RAID-Level und bestimmen auch die Festplattentypen, die Sie in einem Array verwenden können: SAS, SATA oder SSD.
Hier ist eine Übersicht über gängige RAID-Level:
- RAID 0 Wird verwendet, um die Leistung eines Servers zu steigern. Es wird auch als „Disk Striping“ bezeichnet. Bei RAID 0 werden Daten auf mehrere Festplatten geschrieben. Das bedeutet, dass die Arbeit des Computers von mehreren Festplatten statt nur einer verarbeitet wird. Dies erhöht die Leistung, da mehrere Laufwerke Daten lesen und schreiben, was den Festplatten-E/A verbessert. Mindestens zwei Festplatten sind erforderlich. Sowohl Software- als auch Hardware-RAID unterstützen RAID 0, ebenso wie die meisten Controller. Der Nachteil ist die fehlende Fehlertoleranz. Fällt eine Festplatte aus, wirkt sich dies auf das gesamte Array aus, und das Risiko von Datenverlust oder -beschädigung steigt.
- RAID 1 ist eine fehlertolerante Konfiguration, die als „Disk Mirroring“ bezeichnet wird. Bei RAID 1 werden Daten nahtlos und gleichzeitig von einer Festplatte auf eine andere kopiert, wodurch ein Replikat bzw. ein Spiegel entsteht. Fällt eine Festplatte aus, kann die andere weiterarbeiten. Dies ist die einfachste Methode zur Implementierung von Fehlertoleranz und relativ kostengünstig.
Der Nachteil von RAID 1 ist die leichte Leistungsminderung. RAID 1 kann sowohl software- als auch hardwarebasiert implementiert werden. Für RAID 1-Hardwareimplementierungen sind mindestens zwei Festplatten erforderlich. Mit Software-RAID 1 können Daten anstelle von zwei physischen Festplatten zwischen Volumes auf einer einzigen Festplatte gespiegelt werden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass RAID 1 die Gesamtkapazität der Festplatte halbiert: Wenn ein Server mit zwei 1-TB-Festplatten mit RAID 1 konfiguriert ist, beträgt die Gesamtspeicherkapazität 1 TB und nicht 2 TB.
- RAID 5 ist die mit Abstand gängigste RAID-Konfiguration für Business-Server und Enterprise-NAS-Geräte. Dieser RAID-Level bietet eine bessere Leistung als die Spiegelung und höhere Fehlertoleranz. Bei RAID 5 werden Daten und Parität (zusätzliche Daten für die Wiederherstellung) auf drei oder mehr Festplatten verteilt. Tritt auf einer Festplatte ein Fehler auf oder beginnt sie auszufallen, werden die Daten aus diesem verteilten Daten- und Paritätsblock nahtlos und automatisch wiederhergestellt. Das System bleibt im Prinzip auch dann noch betriebsbereit, wenn eine Festplatte den Geist aufgibt und bis zum Austausch der ausgefallenen Festplatte.
Ein weiterer Vorteil von RAID 5 ist die Hot-Swap-Fähigkeit vieler NAS- und Serverlaufwerke. Das bedeutet, dass bei einem Ausfall eines Laufwerks im Array dieses durch ein neues ersetzt werden kann, ohne dass der Server oder das NAS heruntergefahren werden muss und ohne dass Benutzer, die auf den Server oder das NAS zugreifen, unterbrochen werden müssen. Dies ist eine hervorragende Lösung für Fehlertoleranz, da bei Laufwerksausfällen (und das wird sie irgendwann) die Daten auf neuen Festplatten wiederhergestellt werden können, sobald die defekten Festplatten ausgetauscht werden. Der Nachteil von RAID 5 ist die Leistungseinbuße bei Servern mit vielen Schreibvorgängen. Beispielsweise kann es bei RAID 5 auf einem Server mit einer Datenbank, auf die viele Mitarbeiter täglich zugreifen, zu spürbaren Verzögerungen kommen. - RAID 6 wird auch häufig in Unternehmen eingesetzt. Es ist identisch mit RAID 5, bietet aber eine noch robustere Lösung, da es einen Paritätsblock mehr verwendet. Selbst wenn zwei Festplatten ausfallen, bleibt das System weiterhin betriebsbereit.
- RAID 10 ist eine Kombination aus RAID 1 und 0 und wird oft als RAID 1+0 bezeichnet. Es kombiniert die Spiegelung von RAID 1 mit dem Striping von RAID 0. Es ist der RAID-Level mit der besten Leistung, ist aber auch teuer und benötigt doppelt so viele Festplatten wie andere RAID-Level, mindestens jedoch vier. Dieser RAID-Level eignet sich ideal für stark ausgelastete Datenbankserver oder Server mit vielen Schreibvorgängen. RAID 10 kann als Hardware oder Software implementiert werden, es besteht jedoch allgemeiner Konsens darüber, dass viele Leistungsvorteile bei Software-RAID 10 verloren gehen.