RAID

Was ist RAID?

Bei einem RAID-System handelt es sich um einen Verbund aus mehreren Speichermedien (z. B. Festplatten), die zu einem Laufwerk zusammengeschlossen werden. RAID steht für „Redundant Array of Independent Disks“, was auf Deutsch soviel wie „redundante Reihe unabhängiger Festplatten“ bedeutet. 

Redundant bedeutet dabei, dass die Daten mehrfach vorhanden sind. Fällt eine Festplatte aus, gehen die Daten nicht verloren. Denn sie auf den anderen Festplatten im RAID-Verbund noch vorhanden. Das verbessert nicht nur die Ausfallsicherheit, sondern auch die Datensicherheit und Transfergeschwindigkeit.

RAID — Funktionsweise

Für ein RAID-System braucht es mindestens zwei Festplatten, die zu einem Speichermedium verbunden werden. Für das Betriebssystem eines Computers wirkt das RAID-System wie ein einziges Laufwerk. Der Verbund ist aber leistungsfähiger, da die Daten auf die Festplatten verteilt werden.

Die Verteilung der Daten kann dabei auf zwei Weisen erfolgen: durch Striping oder durch Mirroring.

• Striping: Hier werden die Daten in Blöcke aufgeteilt und auf die Festplatten verteilt.
• Mirroring: Die Daten werden verdoppelt und die Kopien jeweils auf den Festplatten gespeichert.

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Wohin welche Daten kommen, entscheidet der RAID-Controller. Er verwaltet die Datenverteilung. Es gibt aber auch RAID-Systeme ohne physischen RAID-Controller. Daher unterscheidest du zwischen Hardware-RAID und Software-Raid:

• Hardware-RAID: Das Hardware-RAID ist die klassische Variante, bei der der RAID-Controller eine spezielle Steckkarte ist. Diese enthält meist eine eigene CPU oder zusätzlichen Cache-Speicher, um den Hauptprozessor nicht zu belasten.
• Software-RAID: Die Aufgabe des RAID-Controllers wird hier von einer Software auf dem Computer übernommen. Die Verteilung der Daten erledigt dann der Hauptprozessor.  

Wichtig: RAID ist kein Ersatz für regelmäßige Datensicherungen und nicht vergleichbar mit einem Daten-Backup. Mit Daten-Backups kannst du verlorene Daten wiederherstellen. RAID ist hingegen dazu da, diesen Verlust im Vorhinein zu vermeiden.

RAID-Level

Je nachdem, wie die Daten auf die Festplatten verteilt werden, unterscheidest du verschiedene RAID-Level:

• RAID 0
• RAID 1
• RAID 5
• RAID 6

Durch die Kombination von zwei Level gibt es auch RAID-Level wie RAID 10, RAID 50 und RAID 60.

RAID 0

Bei RAID 0 gibt es zwei Festplatten. Für die Datenverteilung wird hier das „Striping“ verwendet. Die Daten werden also blockweise auf die Festplatten verteilt. So verteilt sich auch die Arbeit für das Abrufen und Speichern der Daten, was die Leistung deines Computers deutlich steigert. Jedoch erzeugt RAID 0 keine doppelten (redundanten) Daten. Ein Festplattenausfall führt somit zum kompletten Datenverlust.

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RAID 0 eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Geschwindigkeit benötigen, aber auf Ausfallsicherheit verzichten können. Dazu gehören z. B. für die private Nutzung, um Musik oder Videos abzurufen, oder für die Arbeit mit großen Datenmengen.

RAID 1

RAID 1 nutzt ebenfalls zwei Festplatten, aber das „Mirroring“ zur Datenverteilung. So liegt auf jeder Festplatte eine identische Kopie der Daten vor. Damit schützt RAID 1 vor Datenverlust beim Ausfall einer Festplatte. Durch die Kopien ist jedoch die Leistungsfähigkeit nicht so hoch wie bei RAID 0. Auch die Speicherkapazität wird dadurch reduziert.

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Aufgrund der geringen Speicherkapazität und der hohen Sicherheit eignet sich RAID 1 eher für kleinere Server wie Datenlaufwerke.

RAID 5

In RAID 5 wird das „Striping“ um die sogenannte „Parität“ erweitert. Das heißt, jede Festplatte enthält einen Paritätsblock. Darin werden die Daten der anderen Blöcke gespeichert. Bei einem Ausfall dient das der Wiederherstellung der Daten. Das verleiht dem Level Ausfallsicherheit, aber reduziert auch die Leistungsfähigkeit beim Abrufen und Speichern von Daten. Im Vergleich zu RAID 0 und 1 erfordert dieses Level außerdem mindestens 3 Festplatten.

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RAID 5 bietet eine gute Balance zwischen Leistung und Datensicherheit. Es eignet sich daher für allgemeine Serversysteme wie Dateiserver.

RAID 6

RAID 6 funktioniert wie RAID 5 mit „Striping“. Hier befinden sich auf den einzelnen Festplatten jedoch jeweils zwei Paritätsblöcke. Der Vorteil dabei ist, dass RAID 6 den Ausfall von zwei Festplatten kompensieren kann. Dafür werden aber auch mindestens 4 Festplatten benötigt.

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Das RAID-Level 6 bietet somit maximalen Schutz vor Datenverlust und eignet sich für kritische Systeme, die besonders hohe Ausfallsicherheit erfordern, wie z. B. in Unternehmensservern oder Datenbanken.

RAID 10

RAID 10 ist eine Kombination aus RAID 1 und RAID 0. Daher werden hier auch „Striping“ und „Mirroring“ kombiniert. Das System hat bietet deshalb beide Vorteile der einzelnen Level: eine hohe Ausfallsicherheit und eine hohe Leistungsfähigkeit. Dafür benötigt RAID 10 aber auch vier Festplatten.

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Durch die Kombination von RAID 1 und RAID 0 eignet sich RAID 10 vor allem für Systeme, die Sicherheit und Leistung in hohem Maße benötigen. Dazu gehören z. B. Hochleistungs-Datenbanken oder Anwendungsserver.

Vergleich der RAID-Level

Hier hast du nochmal einen Überblick über die verschiedenen Fähigkeiten der einzelnen RAID-Level:

Weitere RAID-Level

Es gibt noch weitere verbundene RAID-Systeme. Dazu zählen RAID 50 und RAID 60. Hier werden jeweils RAID 5 oder 6 mit RAID 0 kombiniert. Ein Nachteil dabei ist, dass RAID 50 mindestens 6 und RAID 60 mindestens 8 Festplatten benötigt. Dennoch bieten beide Level eine sehr hohe Leistungsfähigkeit und Ausfallsicherheit. Damit sind sie gut für Backup-Speicher und Archivsysteme geeignet.

RAID-Systeme — Nachteile

Trotz der verbesserten Leistung und Ausfallsicherheit haben RAID-Systeme auch ein paar Nachteile. Dazu gehören:

• Begrenzter Schutz:
  RAID schützt zwar beim Ausfall einer Festplatte, aber nicht bei mehreren (außer RAID 6). Daher ist es wichtig, schnell Ersatz zu besorgen, falls eine Festplatte ausfällt. Denn die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass bald auch eine zweite aufgibt.
   
• Langwieriger Rebuild:
  RAID-Systeme benötigen Zeit, um ausgefallene Festplatten neu aufzubauen („Rebuild“). Während dieser Zeit funktioniert das RAID-System ohne Redundanz. Fällt während des Rebuilds eine weitere Festplatte aus, gehen alle Daten verloren.
   
• Kein Schutz vor Viren oder Fehlern:
  RAID bietet keinen Schutz vor Viren oder Malware. Auch verhindert es versehentliches Löschen einzelner Dateien nicht. RAID verbessert nur die Verfügbarkeit der Daten. Wenn du also eine Datei löschst, wird sie von allen Festplatten gelöscht.

RAID — häufigste Fragen

• Was ist RAID?
  RAID steht für „Redundant Array of Independent Disks“ bzw. „Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten“. Dabei handelt sich um eine Technik, die mehrere Festplatten zu einem einzigen logischen Laufwerk zusammenfasst. Das erhöht die Datensicherheit und auch die Leistung des Datenspeichers.
   
• Was sind RAID-Systeme?
  Ein RAID-System ist der Zusammenschluss mehrerer Festplatten zu einem logischen Speichermedium. Sie werden verwendet, um die Datensicherheit und die Leistung eines Speichers zu erhöhen. Dabei gibt es verschiedene RAID-Level, die die Punkte Datensicherheit und Leistung (Datendurchsatz) unterschiedlich erfüllen.
   
• Was ist der Unterschied zwischen RAID 0 vs RAID 1?
  RAID 0 verteilt die Daten auf zwei Festplaten. Damit bietet es eine hohe Leistung, aber keine Datensicherheit. Fällt eine Festplatte aus, sind alle Daten verloren. RAID 1 hingegen speichert dieselben Daten auf zwei Festplatten. Fällt eine aus, sind die Daten noch auf der anderen verfügbar.

Betriebssysteme

Betriebssystem und RAID arbeiten in der Datenspeicherung auf Computern eng zusammen. Doch nicht jede Hard- und Software wird von jedem System unterstützt. Welche Betriebssysteme es gibt und was ihre Vor- und Nachteile sind, erfährst du hier!