RAID steht entweder für Redundant Array of Inexpensive Disks oder Redundant Array of Independent Disks. Es handelt sich um eine Datenspeicher-Virtualisierungslösung, die mehrere physische Laufwerke als ein einziges physisches Laufwerk behandelt. Der Zweck von RAID besteht darin, je nach verwendetem RAID-Level Datenredundanz, Leistungsverbesserungen oder beides bereitzustellen.
RAID-Konzepte
Die drei Hauptkonzepte in RAID sind „Mirroring“, „Striping“ und „Parity“.
Bei RAID- Spiegelung ist die Replikation von Daten auf mehrere Festplatten, dies ermöglicht ein gewisses Maß an Redundanz auf Kosten einer verringerten Speicherkapazität. Fällt beispielsweise ein Laufwerk aus, gehen keine Daten verloren, da sich alle Daten des ausgefallenen Laufwerks auch auf einem zweiten Laufwerk befinden. An diesem Punkt kann das ausgefallene Laufwerk ersetzt und das RAID-Array aus vorhandenen Laufwerken wiederhergestellt werden.
ÜBERFALLEN Streifen ist das Konzept der Verteilung von Daten auf mehrere Laufwerke. Dadurch steht die volle Kapazität aller Laufwerke zur Verfügung und ermöglicht eine höhere Leistung beim gleichzeitigen Schreiben oder Lesen von Daten auf mehreren Laufwerken. Der Nachteil davon ist, dass der Verlust eines Laufwerks das gesamte Array beschädigt.
ÜBERFALLEN Parität ist ein Fehlertoleranzprozess, der zwischen jedem Bit auf zwei Laufwerken einen logischen Prozess durchführt und das Ergebnis auf einem dritten Laufwerk speichert. Wenn eines der Laufwerke ausfällt, kann das Array aus den anderen beiden wiederhergestellt werden. Die Parität kann nur zu anderen Raid-Zuständen hinzugefügt werden.
Gängige RAID-Level
RAID 0 ist eine einfache Implementierung von Striping. Das Array umfasst zwei oder mehr Festplatten, die ihre Gesamtkapazitäten und Lese-/Schreibgeschwindigkeiten kombinieren. Dieses Raid-Level bietet eine hohe Leistung, aber es besteht die Gefahr, dass alle Daten verloren gehen, wenn ein Laufwerk ausfällt. Die Leistung eines RAID 0-Arrays steigt, wenn Sie weitere Laufwerke hinzufügen. Dies erhöht jedoch auch die Wahrscheinlichkeit, dass eines der Laufwerke ausfällt und das gesamte Array beschädigt.
Tipp: RAID 0 unterscheidet sich davon, einfach mehrere Festplatten zusammenzufassen. Beide Techniken ermöglichen die Nutzung der vollen Kapazität der Laufwerke. Das Aufspannen der Datenträger bietet nicht die Leistungssteigerung, die durch das Striping von Daten entsteht, aber es behält die auf Arbeitsdatenträgern gespeicherten Daten bei, wenn ein überspannter Datenträger ausfällt.
RAID 1 ist eine Spiegelungsimplementierung, bei der Daten von einem Laufwerk auf ein zweites Laufwerk gespiegelt werden. Wenn eines der Laufwerke ausfällt, gehen keine Daten verloren. In größeren Arrays enthält jede Festplatte immer noch genau die gleichen Informationen. Solange eine RAID 1-Festplatte funktioniert, können die Daten gelesen und das Array neu aufgebaut werden.
RAID-Level 4 und 5 verwenden Striping, um die Leistung zu steigern, schließen jedoch auch Parität ein, um Laufwerksausfälle zu berücksichtigen. RAID 4 widmet ein einzelnes Laufwerk der Parität, dies kann zu verringerten Schreibgeschwindigkeiten führen, da alle Paritätsdaten nur auf eine Festplatte geschrieben werden. RAID 5 verteilt die Paritätsdaten auf alle Laufwerke im Array. Der Engpass, der beim Schreiben von Paritätsdaten auf eine Festplatte entstand, ist beseitigt, jedoch muss die Paritätsverarbeitung noch durchgeführt werden, was die Leistung im Vergleich zu RAID 0 etwas reduziert. RAID-Level 4 und 5 erfordern beide mindestens drei Laufwerke im Array und erlauben nur den Ausfall eines einzelnen Laufwerks.
RAID 6 ist identisch mit RAID 5, speichert jedoch zwei Paritätsblöcke auf allen Festplatten im Array. Diese zusätzliche Parität verdoppelt die erforderliche Paritätsverarbeitung, wodurch die Leistung mehr als bei RAID 5, aber immer noch weniger als bei RAID 4 reduziert wird. RAID 6 erfordert mindestens vier Laufwerke im Array, kann jedoch bis zu zwei Laufwerke ausfallen.
RAID 0+1 ist ein verschachteltes RAID-Array, es erstellt zuerst ein RAID 0-Array von Striped-Festplatten und dann eine RAID 1-Spiegelung dieses Arrays. Die Verschachtelung dieser beiden Arten von RAID-Arrays bietet sowohl die Redundanz der Spiegelung als auch die Geschwindigkeitssteigerung des Stripings. Die Nachteile dieser Methode sind, dass mindestens vier Laufwerke erforderlich sind und dass beim Ausfall eines Laufwerks ein gesamter Spiegel ausfällt. Wenn ein Laufwerk ausfällt, beschädigt es sein RAID 0-Array. In einem RAID 0+1-Array mit vier Festplatten würde der Verlust einer einzelnen Festplatte die gepaarte Festplatte beschädigen und die anderen beiden Festplatten ohne den Schutz eines Spiegels zurücklassen.
RAID 10 ist eine andere Art von verschachteltem RAID-Array. Es erstellt ein RAID 1-Array aus gespiegelten Festplatten und dann einen RAID 0-Stripe dieses Arrays. Die Verschachtelung der Arrays auf diese Weise bietet auch dieselbe Redundanz und Leistungssteigerung wie RAID 0+1. Bei dieser Implementierung können Sie jedoch viele Laufwerke verlieren, solange jeder Spiegel über mindestens eine funktionierende Festplatte verfügt. Außerdem dauert der Wiederaufbau des Arrays bei einem Laufwerksausfall weniger Zeit, da nur ein Satz gespiegelter Laufwerke wiederhergestellt werden muss.