RAID

ITEM-3Ware-9650SE-4LPMLRAID Controller

RAID-Controller und Levels

Erklärung des RAID-Controllers und der verschiedenen RAID-Levels

RAID, (Redundant Array of Independent Disks, also Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten) ist eine Datenspeicher-Technologie die mehrere Festplatten zu einem logischen Laufwerk verbindet.

Die Daten werden auf verschiedene Weisen auf die Festplatten verteilt. Man spricht von sog. RAID-Levels abhängig davon ob Redundanz oder Leistung benötigt wird.

Aufbau:

Der Betrieb eines RAID-Systems setzt mindestens zwei Festplatten voraus. Die Festplatten werden gemeinsam betrieben und bilden einen Verbund, der unter mindestens einem Aspekt betrachtet leistungsfähiger ist als die einzelnen Festplatten.

Mit RAID-Systemen kann man folgende Vorteile erreichen:

  • Erhöhung der Ausfallsicherheit (Redundanz)
  • Steigerung der Transferraten (Leistung)
  • Aufbau großer logischer Laufwerke
  • Austausch von Festplatten und Erhöhung der Speicherkapazität während des Systembetriebes

Die Art des Zusammenwirkens der Festplatten wird durch den RAID-Level spezifiziert. Die gebräuchlichsten RAID-Level sind RAID-0, RAID-1 und RAID-5.

RAID mit Hardware-Controller

Professionelle Hardware-RAID-Implementierungen verfügen über eigene eingebettete CPUs, sie nutzen große, zusätzliche Cache-Speicher und bieten somit höchsten Datendurchsatz und entlasten dabei gleichzeitig den Hauptprozessor.

Der im PC eingebaute zusätzliche RAID-Controller verteilt die anfallenden Daten des RAID-Arrays an die am Controller verbundenen Festplatten.

RAID-1: Mirroring - Spiegelung

Bietet  halbierten Speicherplatz, Daten Redundanz und keine erhöhten  Transferraten indem jeweils die gleichen Daten auf beide Festplatten  verteilt werden, quasi gespiegelt. Jede Festplatte enthält identische  Daten.RAID-1 - Mirroring - Spiegelung

Erfordert 2 Festplatten

Bietet halbierten Speicherplatz, Daten Redundanz und keine erhöhten Transferraten indem jeweils die gleichen Daten auf beide Festplatten verteilt werden, quasi gespiegelt. Jede Festplatte enthält identische Daten.

Fällt eine Festplatte durch einen Defekt (auch vollständig) aus, kann der RAID Controller die Nutzerdaten der defekten Festplatte vollständig rekonstruieren. Die defekte Festplatte wird einfach durch eine identische ausgetauscht und der Controller stellt die Daten eigenständig wieder her.

RAID-1 ist in Anwendungen zu empfehlen, wo kein hoher Datendurchsatz gefordert wird, bei denen Datensicherheit von Bedeutung ist.

Als Beispiel: Bei Verwendung von 2 Festplatten mit je 1TB Speicherplatz erhält man insgesamt 1TB Speicherplatz.

RAID-0: Striping - ohne Parität und Spiegelung

Bietet  doppelten Speicherplatz und erhöhte Transferraten indem die Daten in  zusammenhängende Blöcke gleicher Größe aufgeteilt werden und diese quasi  im Reißverschlussverfahren zu einer großen Festplatte angeordnet  werden. Somit können Zugriffe auf allen Platten parallel durchgeführt  werdenRAID-0 - Striping - ohne Parität und Spiegelung

Erfordert 2 Festplatten

Bietet doppelten Speicherplatz und erhöhte Transferraten indem die Daten in zusammenhängende Blöcke gleicher Größe aufgeteilt werden und diese quasi im Reißverschlussverfahren zu einer großen Festplatte angeordnet werden. Somit können Zugriffe auf allen Platten parallel durchgeführt werden (engl. striping, was "in Streifen zerlegen" bedeutet").

Fällt jedoch eine der Festplatten durch einen Defekt (vollständig) aus, kann der RAID-Controller ohne deren Teildaten die Nutzerdaten nicht mehr vollständig rekonstruieren.

RAID-0 ist daher nur in Anwendungen zu empfehlen, wo ein hoher Datendurchsatz gefordert wird, bei denen Datensicherheit kaum von Bedeutung ist oder durch eine geeignete Form von Datensicherung anderweitig gewährleistet wird.

Als Beispiel: Bei Verwendung von 2 Festplatten mit je 1TB Speicherplatz erhält man insgesamt 2TB Speicherplatz.

RAID-5: Leistung + Striping mit verteilter Paritätsinformation

Bietet  erhöhte Transferraten beim Lesen als auch Redundanz und erhöhten  Speicherplatz indem die Daten wie bei RAID-0 in zusammenhängende Blöcke  gleicher Größe aufgeteilt werden. Diese werden quasi im  Reißverschlussverfahren auf die erste und zweite Festplatte verteilt und  auf die dritte Festplatte werden Paritätsdaten der ersten und zweiten  Festplatte geschrieben. Die nächsten Blöcke werden auf die zweite und  die dritte Festplatte geschrieben und die Paritätsdaten auf die erste  Festplatte geschrieben und so weiter.RAID-5 - Leistung + Striping mit verteilter Paritätsinformation

Erfordert 3 Festplatten

Bietet erhöhte Transferraten beim Lesen als auch Redundanz und erhöhten Speicherplatz indem die Daten wie bei RAID-0 in zusammenhängende Blöcke gleicher Größe aufgeteilt werden. Diese werden quasi im Reißverschlussverfahren auf die erste und zweite Festplatte verteilt und auf die dritte Festplatte werden Paritätsdaten der ersten und zweiten Festplatte geschrieben. Die nächsten Blöcke werden auf die zweite und die dritte Festplatte geschrieben und die Paritätsdaten auf die erste Festplatte geschrieben und so weiter.

Fällt eine Festplatte durch einen Defekt (auch vollständig) aus, kann der RAID Controller die Nutzerdaten der defekten Festplatte vollständig aus den Paritätsdaten rekonstruieren.

RAID-5 ist in Anwendungen zu empfehlen, wo ein höherer Datendurchsatz gefordert wird, bei denen Datensicherheit von Bedeutung ist.

Als Beispiel: Bei Verwendung von 3 Festplatten mit je 1TB Speicherplatz erhält man insgesamt 2TB Speicherplatz, 1TB ist für die Paritätsdaten reserviert und nicht nutzbar.

 

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