Ratgeber
Veröffentlicht:
Update:
Lesedauer:
4 Minuten

RAID Level

Verschiedene RAID-Level | Bild : ©YAYImages (Alex Golke)/Depositphotos.com

Bei einem RAID-System handelt es sich um eine redundante Anordnung unabhängiger Festplatten, welche über eine entsprechende Hardware oder Software im Verbund gesteuert werden kann. Ein solches RAID-System kann beispielsweise für die redundante Speicherung wichtiger Daten sorgen oder die Lese- und Schreibgeschwindigkeit des Systems verbessern. Man unterscheidet hierbei zwischen verschiedenen RAID-Leveln. Jedes RAID-Level hat seine spezifischen Stärken und Schwächen und eignet sich jeweils für bestimmte Anwendungsgebiete.

RAID 0

Ein RAID 0 besteht mindestens aus zwei Festplatten. Bei diesem System werden sämtliche Daten nicht zusammenhängend auf einer einzelnen Festplatte abgespeichert. Stattdessen teilt das System jeden Datensatz in einzelne Elemente auf und speichert diese abwechselnd auf den unterschiedlichen Festplatten. Diese spezielle Speichertechnik wird auch als Streifen-Verfahren bezeichnet.

Im Anschluss ist jeder Datensatz in Teilen über sämtliche Festplatten verteilt. Soll anschließend auf die Daten zugegriffen werden, werden alle Festplatten gleichzeitig genutzt. Weil das System auf diese Weise mehrere Festplatten gleichzeitig nutzen kann, ist die Lese- und Schreibgeschwindigkeit bei einem RAID 0 höher als bei einem herkömmlichen System.

Im Gegenzug bietet RAID 0 keinerlei Redundanz. Weil ein Datensatz über alle Festplatten verteilt ist, kann bereits der Ausfall einer Festplatte dazu führen, dass Sie auf sämtliche Dateien keinen Zugriff mehr haben. Aus dem Grund empfiehlt es sich, RAID 0 nur in solchen Anwendungsbereichen einzusetzen, in denen es auf eine hohe Geschwindigkeit ankommt, Datensicherheit jedoch zweitrangig ist.

RAID 1

RAID 1 dient dazu, eine höhere Ausfallsicherheit herzustellen. Bei diesem RAID-System werden sämtliche Daten stets auf jeder Festplatte des Verbunds gespiegelt abgespeichert. Verwenden Sie beispielsweise zwei Festplatten in einem RAID 1 und speichern etwas ab, wird die Datei gleich doppelt gespeichert und befindet sich im Anschluss jeweils in gleicher Form auf jeder der beiden Festplatten.

Der große Vorteil von Raid 1 ist, dass Sie auf diese Weise ein hohes Maß an Redundanz in Ihrem System erzeugen können. Da jede Datei mehrfach vorhanden ist, hat der Verlust einer einzelnen Festplatte keine Auswirkungen auf die Datensicherheit des Systems.

Der offensichtliche Nachteil eines solchen Arrangements ist, dass hierdurch mindestens doppelt so viel Speicherkapazität in Anspruch genommen wird wie normal. Dadurch gelangen Sie schneller an die Grenzen der Speicherkapazitäten. Um dies auszugleichen, müssten Sie sich größere Festplatten anschaffen, was höhere Kosten nach sich zieht.

Ein solches Setup lohnt sich besonders bei sicherheitskritischen Systemen sowie für die Sicherung von besonders wichtigen Daten. Ein Beispiel hierfür ist das Laufwerk, auf welchem sich das Betriebssystem befindet.

RAID 5

Im Gegensatz zu RAID 0 und RAID 1 benötigt ein System mit RAID 5 mindestens drei funktionstüchtige Festplatten. RAID 5 vereint die Redundanz von RAID 1 mit einer effektiveren Nutzung der Speicherkapazitäten. Ähnlich wie bei RAID 0 wird jeder Datensatz in einzelne Datenstreifen aufgeteilt und anschließend über zwei oder mehr Festplatten verteilt. Dies erlaubt im Anschluss eine höhere Lese- und Schreibgeschwindigkeit beim Zugriff auf die Daten, da mehrere Festplatten gleichzeitig genutzt werden können.

Gleichzeitig errechnet das System jedoch für jeden Datensatz einen sogenannten Paritätswert. Sollte später eine Festplatte ausfallen, kann das System diesen Paritätswert nutzen, um die verloren gegangenen Daten zu rekonstruieren.

Der Vorteil eines solchen Systems ist die erhöhte Ausfallsicherheit. Da durch das Errechnen des Paritätswerts zur Absicherung der Daten weniger Speicherplatz verbraucht wird, als bei der Spiegelung der Daten bei RAID 1, ist RAID 5 zudem sehr kosteneffektiv. Die maximale Größe eines RAID-5-Systems ist auf 16 Festplatten begrenzt. Je nach Zahl der verwendeten Platten beläuft sich die effektive Nutzungskapazität eines solchen Systems auf 57 % bis 94 %. RAID 1 weist hingegen stets nur eine Nutzungskapazität von 50 % auf.

Ein Nachteil bei einer solchen Konfiguration ist hingegen die Tatsache, dass der Rebuild, welchen Sie nach dem Ausfall einer Festplatte durchführen müssen, aufgrund der Komplexität vor allem bei größeren Festplatten sehr viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Zudem reicht die Lese- und Schreibgeschwindigkeit nicht an jene eines RAID 1-Systems heran.

Idealerweise eignet sich RAID 5 für allerlei Allround-Systeme, bei denen eine Balance zwischen Redundanz und Effizienz gefunden werden soll.

RAID 6

Bei einem RAID-6-System erhöht sich die Zahl der benötigten Festplatten auf vier. Auch RAID 6 setzt auf eine Mischung aus Streifen und Parität, ähnlich wie dies bei RAID 5 der Fall ist. Der entscheidende Unterschied ist jedoch, dass bei RAID 6 eine doppelte Parität zur Anwendung kommt. Das bedeutet, dass bei jedem Schreibvorgang nicht eine, sondern gleich zwei Paritätsaktualisierungen berechnet werden.

Auf diese Weise schafft RAID 6 ein höheres Maß an Redundanz, da hier sogar zwei Festplatten gleichzeitig ausfallen können, ohne dass die abgespeicherten Daten verloren gehen. Die Lesegeschwindigkeit bleibt jedoch gegenüber RAID 5 gleich. Auch bei RAID 6 ist die maximale Anzahl der verbundenen Festplatten auf 16 begrenzt. Die effektive Nutzungskapazität des Speichers beträgt dabei je nach Zahl der Platten zwischen 50 % und 88 %.

Aufgrund der doppelten Paritätsberechnung sind die Schreibvorgänge bei RAID 6 langsamer als bei RAID 5. Die Lesegeschwindigkeit bleibt jedoch gleich. Daher eignet sich ein solches System besonders für Archivsysteme, deren abgespeicherte Daten zwar häufig gelesen aber nur selten verändert werden. Auch für Server mit hohen Anforderungen an Redundanz und Kapazität kann RAID 6 sinnvoll sein.

RAID 10

RAID 10 verbindet die Speichertechniken von RAID 0 (Streifen) und RAID 1 (Spiegelung). Dieses System setzt wenigstens vier Festplatten voraus. Zuerst werden alle gespeicherten Dateien in zwei Streifen unterteilt. Diese speichert das System anschließend jeweils gespiegelt auf zwei Festplatten.

Dadurch verfügt RAID 10 über eine hohe Redundanz bei einer gleichzeitig deutlich schnelleren Lese- und Schreibgeschwindigkeit. Im Gegensatz zu RAID-Systemen mit Paritätsberechnung gestaltet sich die Rekonstruktion der Daten nach dem Ausfall einer Festplatte zudem spürbar schneller.

Allerdings hat RAID 10 den gleichen Nachteil wie RAID 1, was die ineffektive Nutzung der Speicherkapazität anbelangt. Diese beträgt lediglich 50 %.

Benötigt ein System sowohl eine hohe Redundanz wie auch eine hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeit, ist RAID 10 eine gute Alternative. Ein Beispiel für Server, welche heutzutage häufig auf ein solches System zurückgreifen, sind Datenbank-, E-Mail- und Webserver.

RAID F1

Bei RAID F1 handelt es sich um eine neue Art von RAID, welches speziell für SSD-Festplatten entwickelt wurde. Vom Aufbau und der Nutzung der Speicherkapazitäten her ähnelt RAID F1 dem RAID 5. Allerdings verwendet RAID F1 einen speziellen Algorithmus, der dafür sorgt, dass die Schreiblast im System ungleichmäßig verteilt wird. Dies führt dazu, dass eine SSD-Festplatte stärker
belastet wird als alle anderen, sodass diese schneller ausfällt.

Der Sinn dahinter ist, dass durch die Konzentration der Belastung auf eine einzelne Platte, alle anderen entlastet werden. Auf diese Weise erhöht sich die Lebenserwartung aller anderen Festplatten im System. Langfristig gesehen schont dies den Speicherpool und erhöht die Datensicherheit, da die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls gleich mehrerer Festplatten minimiert wird. Zudem findet das System nach jedem Austausch und Rebuild automatisch heraus, welche Festplatte am ältesten ist. Auf diese wird dann entsprechend der nächste Schwerpunkt gelegt.

SHR

Synology Hybrid RAID (SHR) ist ein automatisiertes RAID-Management-System von Synology, welches die schnelle Einrichtung und Bedienung von RAID-Systemen ermöglicht. Es erlaubt Ihnen, die Speicherkapazitäten Ihres Systems zu erweitern und zu maximieren, selbst wenn Sie nur über wenig Erfahrung im Umgang mit RAID verfügen sollten. SHR ermöglicht dabei eine doppelte Redundanz.

SHR eignet sich besonders für Sie, falls Sie die Datenkapazität Ihres RAID-Systems verbessern wollen. Zudem ermöglicht es Ihnen, auch im laufenden Betrieb neue Festplatten in das System zu integrieren. SHR verfügt über einen Installationsassistenten, welcher Sie durch alle Schritte der Erstinstallation begleitet. Auch während des späteren Betriebs lässt sich das System spielend leicht bedienen.

BeyondRAID

BeyondRAID bietet gegenüber herkömmlichen RAID-Systemen einen enormen Zuwachs an Flexibilität und Nutzung der Kapazität, ohne hierfür irgendwelche Kompromisse hinsichtlich Datensicherheit eingehen zu müssen. BeyondRAID erreicht dies dadurch, dass es über die einzelnen Festplatten des gesamten Verbundes hinweg verschiedene Datenzonen zwecks redundanter Speicherung einrichtet. Ort und Verteilung dieser Zonen sind dabei im Gegensatz zu einem klassischen RAID nicht an eine bestimmte Festplatte gebunden. Dies ermöglicht es dem System, die vorhandenen Kapazitäten deutlich besser zu nutzen.

Dabei nutzt BeyondRaid eine große Reihe unterschiedlicher Zonentypen. Diese entsprechen von ihrer Funktionsweise im Prinzip verschiedenen RAID-Leveln. Das System entscheidet dabei stets automatisch, welcher Zonentyp gerade benötigt wird. Auf diese Weise ermöglicht BeyondRAID eine optimale Mischung aus Datensicherheit und möglichst effektiver Speicherkapazität.

Ferner erlaubt BeyondRAID jederzeit die Erweiterung des Festplattenverbundes um zusätzliche Festplatten. Bei einem normalen RAID-System wäre dies unmöglich und würde zuerst die komplette Auflösung des Systems erforderlich machen. Mit BeyondRAID brauchen Sie sich hingegen nicht einmal um die Einrichtung zu kümmern. Sie können sogar während des laufenden Betriebs eine neue Festplatte einstecken. Das System erledigt den Rest von alleine und die Platte wird dem Verbund fließend hinzugefügt.

Aufgrund seiner hohen Flexibilität bei gleichzeitiger Datensicherheit und Speicherkapazität eignet sich BeyondRAID hervorragend für große Dateiserver wie z. B. ein NAS. Durch die einfache Bedienbarkeit eignet sich BeyondRAID zudem auch für unerfahrene Nutzer.

JBOD

JBOD steht für „Just a Bunch of Disks“. Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Festplatten, welche von einem Server wie eine einzige virtuelle Festplatte verwendet werden. Im Gegensatz zu einem RAID-System verfügt ein JBOD jedoch weder über Redundanz noch über eine höhere Schreibgeschwindigkeit. Die Daten werden weder mehrfach abgespeichert noch erfolgt eine Einteilung in Streifen oder die Berechnung eines Paritätswertes.

Wie der Name bereits impliziert, handelt es sich hierbei tatsächlich nur um eine Reihe von Festplatten, welche gegenüber dem Server als eine einzige, große Festplatte auftreten. Das Ziel eines JBODs ist daher ausschließlich die maximal mögliche Ausnutzung des verfügbaren Speicherplatzes.

Neben ihrer effektiven Nutzung der Speicherkapazität lassen sich JBODs relativ einfach einrichten und nutzen. Sie benötigen hierfür keinen RAID-Controller. Dadurch sind sie auch kostengünstiger als RAID-Systeme. Zur Anwendung kommen JBODs häufig bei Systemen mit einem Software-Volume-Management.


Schreibe einen Kommentar

Mit * markierte Felder sind Pfichtfelder