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http://www.glossar.de/glossar/z_RAID.htm Abkürzung für "Redundant Array of Inexpensive Disks" • Bei RAID-Systemen steht die Sicherheit von Festplatten-Daten im Vordergrund. Ein RAID-System ist in der Lage, Daten redundant zu speichern, also auf mindestens einer weiteren Festplatte nochmals abzulegen - d. h. vorhandene Daten werden automatisch gespiegelt. RAID-Systeme setzen sich demzufolge immer aus mehreren Festplatten zusammen. Da inzwischen Festplatten nicht mehr all zu teuer sind, werden RAID-Systeme vermehrt auch eingesetzt, um einfach nur große Datenmengen speichern zu können. Im RAID System ist dazu ein Festplatten-Controller notwendig, der über integrierte Management-Funktionen verfügt. Dazu kommen ein Netzteil, das genügend Power zur Verfügung stellt, sowie eine Software, die es erlaubt, das RAID-System möglichst flexibel zu verwalten. Für die Anwendungen und für angeschlossene Rechner stellt sich das Array (die Batterie einzelner Festplatten) als eine große Festplatte dar; die Daten-Verwaltung - welche Daten werden wo abgelegt? - wird vom System selbst übernommen. Ein Merkmal moderner RAID-Systeme besteht - neben der Sicherheit - zudem darin, daß
defekte Platten im laufenden Betrieb ausgetauscht werden können, so daß außer den
Netzwerkadministratoren üblicherweise niemand von einem Ausfall etwas merkt. |
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RAID ist nicht gleich RAIDEs existieren mehrere "RAID-Levels", die über unterschiedliche Leistungsmerkmale verfügen. Die Grundlage der RAID-Technologie wird durch sogenannte "Stripe Sets" gebildet (stripe = Streifen). Dabei werden relativ kleine Datenblöcke - im Bereich von einigen KByte - auf einer oder auf mehreren Festplatten verteilt. Ursprünglich wurden die RAID-Levels 1 bis 5 definiert. Mitte der 90er Jahre sind noch
die Levels 6 und 7 hinzugekommen. Allerdings kann vom Zahlenwert eines Levels nicht direkt
auf die Qualität oder auf die Funktionalität des entsprechenden RAID-Systems geschlossen
werden. Es handelt sich lediglich um eine von Professoren der Universität Berkeley
ziemlich willkürlich gewählte Art der Bezeichnungsfindung. Da aber selbst diese
Untergliederung noch nicht ausreicht, um sämtliche Leistungsmerkmale von RAID Systemen zu
spezifizieren, werden auch Kombinationen dieser Benennungen verwendet. |
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RAID 0Der RAID-Level 0 wird auch als "Non-Redundant Striped Array" bezeichnet. Die "0" steht also für "keine Redundanz" bzw. "keine Sicherheit".
Da bei RAID 0 keine redundanten Informationen erzeugt werden, gehen Daten verloren,
wenn eine RAID-Platte ausfällt. Und da die Daten einer Datei auf mehrere Platten verteilt
sind, lassen sich auch keine zusammenhängenden Datensätze mehr reproduzieren, selbst
wenn nur eine Platte im RAID-0-Array ausfällt. |
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RAID 1In einem RAID-1-System, auch "Drive Duplexing" genannt, werden auf zwei
Festplatten identische Daten gespeichert. Es ergibt sich damit eine Redundanz von 100
Prozent. Fällt eine der beiden Platten aus, so arbeitet das System mit der verbleibenden
Platte ungestört weiter. Die hohe Ausfallsicherheit dieses Systems wird allerdings meist
nur in relativ kleinen Servern eingesetzt, da bei RAID 1 die doppelte Platten-Kapazität
benötigt wird, was sich bei großen Datenmengen schnell finanziell bemerkbar macht. |
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RAID 2Das RAID 2-System teilt die Daten in einzelne Bytes auf und
verteilt sie auf die Platten des Platten-Arrays. Der Fehlerkorrekturcode (ECC = Error
Correction Code) wird nach dem Hamming-Algorithmus berechnet und auf einer zusätzlichen
Platten gespeichert. Da in allen modernen Festplatten bereits Methoden zur Fehlerkorrektur
enthalten sind, spielt dieser RAID-Level in der Praxis keine große Rolle mehr. |
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RAID 3In einer RAID-3-Konfiguration werden die Daten in einzelne Bytes
aufgeteilt und dann abwechselnd auf den - meistens zwei bis vier - Festplatten des
Systems abgelegt. Für jede Datenreihe wird ein Parity-Byte
hinzugefügt und auf einer zusätzlichen Platte - dem "Parity-Laufwerk" -
abgelegt. Beim Ausfall einer einzelnen Festplatte können die verlorengegangenen Daten aus
den verbliebenen sowie den Parity-Daten rekonstruiert werden. Da moderne Festplatten und
Betriebssysteme aber nicht mehr mit einzelnen Bytes arbeiten, findet auch der RAID-Level 3
kaum noch Verwendung. |
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RAID 4Prinzipiell ist RAID 4 mit RAID 3 vergleichbar. Nur werden die Daten nicht in einzelne
Bytes, sondern in Blöcke von 8, 16, 64 oder 128 KByte aufgeteilt. Beim Schreiben von
großen sequentiellen (zusammenhängenden) Datenmengen läßt sich so eine hohe
Performance erreichen. Werden verteilte Schreibzugriffe vorgenommen, muß jedesmal auf den
Parity-Block zugegriffen werden. Für viele kleine Zugriffe ist RAID 4 demnach nicht
geeignet. |
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RAID 5Beim RAID-5-Level werden die Parity-Daten
- im Unterschied zu Level 4 - auf allen Laufwerke des Arrays verteilt. Dies erhöht die
Geschwindigkeit bei verteilten Schreibzugriffen. Engpässe durch die spezielle
Parity-Platte können nicht entstehen. Bedingt durch diese Vorteile hat sich RAID 5 in den
letzten Jahren beliebteste RAID-Variante für PC-Systeme etabliert. |
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RAID 6RAID 6 bietet die höchste Datensicherheit. Dabei wird zum RAID-5-Verfahren eine
weitere unabhängige Paritäts-Information
auf einem zusätzlichen Laufwerk hinzugefügt. Dadurch werden allerdings die
Schreibzugriffe wieder etwas langsamer. |
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RAID 7Auch RAID 7 ist ähnlich wie RAID 5 aufgebaut. In der RAID-Steuereinheit wird bei RAID
7 aber zusätzlich ein lokales Echtzeitbetriebssystem eingesetzt. RAID 7 benutzt schnelle
Datenbusse und mehrere größere Pufferspeicher. Die Daten in den Pufferspeichern und auf
den Laufwerken sind von der Datenübertragung auf dem Bus abgekoppelt (asynchron). So
werden alle Vorgänge gegenüber den anderen Verfahren erheblich beschleunigt. Ähnlich
wie bei RAID 6 kann die Paritätsinformation für eines oder mehrere Laufwerke generiert
werden. Es lassen sich gleichzeitig unterschiedliche RAID-Level nutzen. |
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RAID 10 bzw. RAID 0+1Eigentlich handelt es sich bei RAID 10 nicht um einen eigenen RAID-Level, sondern
lediglich um die Kombination von RAID 1 mit RAID 0. Damit werden die Eigenschaften der
beiden "Mutter-Levels" - Sicherheit und sequentielle Performance vereinigt. |
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RAID 30RAID 30 wird eingesetzt, wenn große Dateien sequentiell übertragen
werden sollen. Es handelt sich um eine zusätzlich gestripte Version von RAID 3. Diese
Version wurde von AMI (American Megatrends)
entwickelt. Sie bietet Datensicherheit und sehr hohen Durchsatz. RAID 30 ist komplexer als
niedrigere RAID-Level und benötigt mehr Platten. AMI benutzt RAID 30 mit sechs
Festplatten. |
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RAID 30Werden sowohl große Datensicherheit wie auch schnelle Zugriffszeiten und
hohe Datentransfer-Raten benötigt, empfiehlt sich RAID 50. Auch diese Version stammt von
AMI. Sie ist ebenfalls komplexer als niedrigere RAID-Level und benötigt ebenfalls sechs
Festplatten. RAID 50 ist die gestripte Version von RAID 5. |
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andere KombinationenAus den genannten RAID-Leveln lassen sich noch viele weitere Kombinationen ableiten. In der Praxis erstellen sich größere Unternehmen maßgeschneiderte Einzellösungen, die zwar auf einer oder mehreren RAID-Technologien basieren, jedoch nicht direkt in die genannten RAID-Standards eingereiht werden können. Beliebt sind beispielsweise auch die Kombinationen aus RAID 0 und 3 oder aus RAID-Level 3 und 5. Hier beginnt allerdings schon das Bezeichnungschaos, denn die Kombination aus 0 und 3 wird mit RAID 53 bezeichnet, und die Kombination aus 3 und 5 nennt sich schließlich RAID 8. Aus den genannten RAID-Leveln lassen sich noch viele weitere Kombinationen ableiten. In der Praxis erstellen sich größere Unternehmen maßgeschneiderte Einzellösungen, die zwar auf einer oder mehreren RAID-Technologien basieren, jedoch nicht direkt in die genannten RAID-Standards eingereiht werden können. Beliebt sind beispielsweise auch die Kombinationen aus RAID 0 und 3 oder aus RAID-Level 3 und 5. Hier beginnt allerdings schon das Bezeichnungschaos, denn die Kombination aus 0 und 3 wird mit RAID 53 bezeichnet, und die Kombination aus 3 und 5 nennt sich schließlich RAID 8. Neben den verschiedenen RAID-Levels existieren zusätzlich noch diverse Implementierungen von RAID. Bei Software-RAID-Lösungen beispielsweise wird ein Treiber ins Betriebssystem integriert, der RAID-Funktionalitäten enthält. Praktisch alle modernen Server-Betriebssysteme unterstützen verschiedene RAID-Levels. Allerdings sollte bei einer solchen Lösung zusätzliche Prozessor-Leistung eingeplant werden. ABER ACHTUNG: Ein nicht zum RAID gehörendes Boot-Laufwerk, von dem der spezielle RAID-Treiber geladen werden soll, würde die angestrebte Sicherheit bei einem Ausfall sofort zunichte machen. Ein externes RAID-System (SCSl to SCSI RAID) - eine hardwarebasierende RAID-Lösung -
kennt diese Probleme dagegen nicht. Das Betriebssystem kann dabei direkt vom RAID- Echte Hardware-RAID-Controller können (meist über SCSI an den Server angebunden) in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein, was allerdings eine relativ teure Lösung ist. Im PC Server-Bereich finden sich meist Host-basierende RAID-Lösungen, wobei der Controller direkt in den Server eingesteckt wird. Damit sind sehr hohe Transferraten möglich, und die Konfiguration ist äußerst flexibel. ÜBRIGENS: Nicht nur dann, wenn das RAID System zur Erhöhung der Datensicherheit
eingesetzt wird, empfiehlt sich der Einsatz einer unterbrechungsfreien Stromversorgung
(USV). |
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