RAID-Systeme Basics

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Was ist so ein “RAID” überhaupt?

Grundsätzlich ist ein RAID eine Zusammenfassung von Festplatten unter unterschiedlichen Gesichtspunkten.

Hierbei kann man bspw. an Geschwindigkeit, oder aber an Redundanz, respektive Ausfallsicherheit, gewinnen, wobei man bzgl. dieser beiden Faktoren immer einen Trade-off eingehen muss.
Im folgenden möchte ich die verbreitetsten Basisformen des Raid etwas erläutern.

RAID-Level 0

Beim RAID-Level 0(aka „striping“) werden Datenströme abwechselnd gleichermaßen auf zwei oder mehr Festplatten verteilt. Hierbei hat man 0 Datenredundanz.
Hieraus ergibt sich ein Geschwindigkeitsvorteil gegenüber einer einzelnen Festplatte.
Im Gegenzug dafür hat man allerdings keine Ausfallsicherheit.

RAID-Level 1

Beim RAID-Level 1 (aka „mirroring“) werden Datenströme auf zwei oder mehr Festplatten gespiegelt gespeichert.
Die Geschwindigkeit entspricht hierbei etwa der Geschwindigkeit der einzelnen Festplatten.
Man hat hier in diesem Fall eine volle Datenredundanz und somit einen Nettospeicherplatz von Anzahl Festplatten/2 x Größe der Platten

RAID-Level 5

Beim RAID-Level 5 werden die Daten auf drei oder mehr Festplatten verteilt gespeichert.
Im Gegensatz zum RAID-1 hat man einen wesentlich höheren Nettospeicheranteil.
Dieser ergibt sich aus Anzahl Platten – 1 x Größe der Platten
Die daten werden Chunkwise auf die einzelnen Platten geschrieben.
Der letzte geschriebene Anteil ist immer die Parität.
Die Berechnung des Parity Bits erfolgt u.a. oftmals durch XOR-Verknüpfung der vorangegangenen Bits.

Betrachten wir bei obenstehender Abbildung die erste „Spalte“ so ergibt sich bzgl. Der XOR-Berechnung der Parität folgende Formel:

1 XOR 1 XOR 0 = Parity bit

Übertragen wir dies auf die anderen Spalten so ergibt sich für die in die in der Abbildung schematisch dargestellten Bits die im folgenden grün dargestellte Parität

RAID-Level 6

Bei RAID-Level 6 wird ebenfalls, wie bereits bei RAID 5 mit Sector Striping gearbeitet.
Beim Raid 6 allerdings werden anstatt einer gleich zwei Paritäten bzw. Checksums geschrieben.
Daraus ergibt sich bzgl. Der Nettospeicherkapazität eine Verkleinerung hingegen Raid 5, in der Ausfallsicherheit jedoch liegt Raid 6 mit zwei Platten vorne
Die Nettospeicherkapazität beträgt Anzahl Platten -2 x Plattengröße
Die Art der Implementierung ist hierbei unterschiedlich, wobei man sagen kann, dass zumeist lediglich die Parität die auch schon bei Raid 5 gebildet wird doppelt gespeichert wird, wodurch im Weiteren kein zusätzlicher Rechenaufwand im RAID-Controller entsteht.

RAID-Level 10

Unter Raid 10 versteht man eine Kombination aus Mirroring und Striping.
Hier werden Datenströme gleichermaßen auf zwei gespiegelte Einheiten verteilt.
Hierfür werden mindestens 4 Festplatten benötigt.
Hierdurch hat man die Geschwindigkeitsvorteile des Raid 0 unter Beibehaltung der vollen Redundanz des Raid 1.

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