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RAID

RAID-System

Unter einem RAID-System versteht man einen Zusammenschluss mehrerer Festplatten in einem physikalischen und/oder logischen Verbund.
Ein RAID-System dient der Erhöhung der Festplattenkapazität, der erhöhten Ausfall- und Datensicherheit sowie zur Steigerung der Zugriffsgeschwindigkeit auf die Festplatten.
RAID steht für Redundant Array od Independent Disks (redundanter Verbund unabhängiger Festplatten).
RAID-Systeme werden vorwiegend in Servern eingesetzt und erhöhen dort durch gezielte Redundanz (dem Vorkommen doppelter Daten) die Ausfallsicherheit sowie die Performance.
Ein RAID-System besteht immer aus mindestens zwei Festplatten, welche gemeinsam betrieben werden.

RAID-Level

Die Art und Weise, wie die Festplatten in einem Raid-System zusammen betrieben werden, wird durch den RAID-Level beschrieben.
Nachfolgend stellen wir Ihnen die gebräuchlichsten RAID-Level und Ihre Einsatzmöglichkeiten vor:

RAID0 - Striping

Genau betrachtet handelt es sich beim RAID0 - Striping gar nicht um RAID, da es keine Datenredundanz gibt.
Beim RAID0 werden die Transferraten der Festplatten erhöht, indem mehrere Festplatten zusammengeschlossen und Schreibvorgänge auf allen verbundenen Festplatten parallel durchgeführt werden. Die zu speichernden Daten werden dabei auf die verschiedenen Festplatten verteilt, wodurch jede Festplatte nur einen Teil der Daten speichert und durch den parallelen Ablauf der Schreibvorgänge die Transferraten sowohl beim Schreiben als auch beim Lesen von Daten erhöht werden.
Durch den Zusammenschluss mehrerer Festpatten zu einem RAID0-Verbund erhöht sich auch die Gesamtkapazität des Arrays. Zwei 80GB-Festplatten im RAID0-Modus haben eine Speicherkapazität von insgesamt 160GB.
Fällt allerdings eine der Festplatten eines RAID0-Verbundes aus, können aufgrund der fehlenden Redundanz die ausgefallenen Daten nicht vom Sytem rekonstruiert werden ohne auf die Daten der defekten Festplatte zurückzugreifen.
Ein Datenverlust bei einem RAID0-Verbund zweier Festplatten ist doppelt so wahrscheinlich wie beim Einsatz nur einer einzelnen Festplatte, da sich die Fehlerwahrscheinlichkeiten beider Festplatten durch die parallele Nutzung addieren, der Ausfall einer einzelnen Festplatte aber schon zum Gesamtausfall des Systems samt Datenverlust führt.
Ein RAID0-System sollte also nur dort eingesetzt werden, wo grosse Datenmengen schnell gespeichert und wiedergegeben werden müssen, so z.B. bei Videosystemen oder Echtzeitaufnahmen grosser Datenmengen. Zur Speicherung unternehmenskritischer Daten sollte immer auf andere RAID-Level zurückgegriffen werden.

RAID1 - Mirroring

Beim RAID1 werden dieselben Daten auf zwei oder mehrere Festplatten gleichzeitig geschrieben, daher auch der englische Begriff "Mirroring" für Spiegelung. Bei RAID1 liegt also im Unterschied zu RAID0 echte Datenredundanz vor. Im Gegensatz zu Raid0 erhöht sich beim RAID1 die Festplattenkapazität nicht: das gesamte Array ist so gross, wie die kleinste der angeschlossenen Festplatten.
Beispiel: Zwei 80GB-Festplatten in einem RAID1-Array haben eine Gesamtkapazität von 80GB, dafür aber volle Datenredundanz.
Fällt eine der Platten eines RAID1-Systemes aus, sind alle gespeicherten Daten weiterhin verfügbar.
Sind alle in einem RAID1-Array verbundenen Festplatten am selben RAID-Controller angeschlossen, bezeichnet man das RAID-System als Mirroring, hängen die Festplatten an verschiedenen RAID-Controllern, spricht man von Duplexing.
Beim Auslesen von Daten aus einem RAID1-Verbund wird dann ebenfalls auf alle beteiligten Platten synchron zugegriffen.
Ein RAID1-Verbund ist immer dann zu empfehlen, wenn normale Datenmengen mit voller Redundanz gespeichert werden sollen. Die Geschwindigkeit der Lese-/Schreibzugriffe ist hierbei langsamer als beim RAID0, da dort ja nur Teile der Daten auf jede Festplatte geschrieben/gelesen werden, während beim RAID1 alle Daten doppelt geschrieben/gelesen werden.

RAID5

RAID5 ist ein RAID-Level, der gesteigerte Leistung beim Lesen und Schreiben von Daten als auch Redundanz der Daten bei geringen Kosten bietet und avanciert damit zue derzeit am häufigsten eingesetzten RAID-Variante.
Bei einem RAID5-System kommen mindestens 3 Festplatten zum Einsatz.
Die gesamte Speicherkapazität berechnet sich dabei wie folgt:
s x (n-1)
s = die Festplatte mit der geringsten Speicherkapazität im Array
n = Anzahl der Festplatten
Um das ganze noch an einem Beispiel zu verdeutlichen:
5 Festplatten á 200GB im RAID5-Array ergeben 200GB x (5 - 1) = 800GB Datenkapazität + 200GB Redundanz
Die Daten werden bei einem RAID0-System auf alle beteiligten Festplatten verteilt und die Paritätsinformationen ebenso. Da zur Berechnung dieser Paritätsinformationen leistungsfähige RAID-Controller erforderlich sind, werden RAID0-Arrays immer mit externen Hardware-RAID-Controllern betrieben, während RAID0 und RAID1 sowohl mit Hardware- als auch Software-Controllern bereitgestellt werden kann.
Bei einem RAID5-Array ist die Datensicherheit beim Ausfall einer Festplatte komplett gewährleistet. Allerdings sinkt während des Ausfalls oder nach dem Einbau einer neuen Festplatte und der Wiederherstellung des Arrays die Performance deutlich ab. Bei einem Ausfall von mehr als einer Festplatte kommt es allerdings auch beim RAID5 zum Datenverlust, ein solches Arrys bewahrt also nicht vor dem Durchführen einer regelmäßigen Datensicherung.
Somit empfiehlt sich die Nutzung von RAID5 für grössere Datenmengen, die nicht zeitkritisch gelesen und gespeichert werden müssen.

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