RAID (redundant array of independent disks)

Er · ‎15.03.2022

RAID (redundant array of independent disks)

Definition

Ein RAID-System (redundante Anordnung unabhängiger Festplatten) dient zur Organisation mehrerer physischer Massenspeicher (üblicherweise Festplattenlaufwerke oder Solid-State-Drives) zu einem logischen Laufwerk. Die Ziele sind, entweder eine höhere Ausfallsicherheit oder einen größeren Datendurchsatz gegenüber einem einzelnen physischen Speichermedium zu erhalten.

Die am häufigsten verwendeten RAID-Level sind:

RAID 0: Striping - Beschleunigung ohne Redundanz

RAID 0 bietet gesteigerte Transferraten, indem die beteiligten Festplatten in zusammenhängende Blöcke gleicher Größe aufgeteilt werden (englisch striping). Dazu sind mindestens zwei Massenspeicher notwendig. Die Datendurchsatzsteigerung beruht darauf, dass die notwendigen Festplattenzugriffe in höherem Maße parallel abgewickelt werden können.

Vorteil: Durch paralleles Schreiben und Lesen kann die Datenverarbeitung deutlich erhöht werden.

Nachteil: Fällt eines der Speichermedien durch einen Defekt aus, sind auch die Daten des anderen nicht mehr verwendbar, da die Teilinformationen des defekten Mediums fehlen.

RAID 0 ist daher nur in Anwendungen zu empfehlen, bei denen Ausfallsicherheit kaum von Bedeutung ist.

RAID 1: Mirroring – Spiegelung

RAID 1 ist ein Verbund von üblicherweise zwei Massenspeichern. Ein RAID 1 speichert auf allen Festplatten die gleichen Daten (Spiegelung) und bietet somit volle Redundanz. Die gesamte Kapazität des Arrays ist hierbei allerdings höchstens so groß, wie die kleinste beteiligte Festplatte.

Vorteil: Fällt einer der gespiegelten Massenspeicher aus, kann der andere weiterhin alle Daten liefern.

Nachteil: Durch die Spiegelung wird die tatsächliche Speicherkapazität verringert.

RAID 5: Leistung + Parität, Block-Level Striping mit verteilter Paritätsinformation

RAID 5 implementiert Striping mit auf Block-Level-verteilten Paritätsinformationen. Zur Berechnung der Parität wird durch die jeweils an gleicher Adresse anliegenden Datenblöcke der am RAID-Verbund beteiligten Festplatten eine logische Gruppe gebildet. Von allen Datenblöcken einer Gruppe enthält ein Datenblock die Paritätsdaten, während die anderen Datenblöcke Nutzdaten enthalten. Die Nutzdaten von RAID-5-Gruppen werden wie bei RAID 0 auf alle Festplatten verteilt. Die Paritätsinformationen werden ebenfalls verteilt. RAID 5 benötigt mindestens drei Massenspeicher.

Vorteil: RAID 5 bietet sowohl gesteigerten Datendurchsatz beim Lesen von Daten als auch Redundanz bei relativ geringen Kosten.