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Die Welt
im Spiegel
der Daten
gen Kosten und ist dadurch die beliebteste RAID-Variante.
In schreibintensiven Umgebungen mit kleinen,
nicht zusammenhängenden Änderungen ist RAID 5 nicht
zu empfehlen, da bei zufälligen Schreibzugriffen der
Durchsatz aufgrund des zweiphasigen Schreibverfahrens
deutlich abnimmt (an dieser Stelle wäre eine
RAID 0+1-Konfiguration zu empfehlen). Allerdings ist
RAID 5 die kostengünstigere Möglichkeit, Daten auf
mindestens drei Festplatten (im Falle von zwei Festplatten
ist RAID5 wie RAID1) redundant zu speichern.
Die nutzbare Gesamtkapazität errechnet sich aus der
Formel s_(n - 1) (s = kleinste Platte im Array, n = Anzahl
der Platten), da das gesamte Volumen der Paritätsdaten
(Redundanz) s beträgt, wobei die einzelnen Festplatten
in aneinander grenzende Blöcke gleicher Größe
aufgeteilt werden, und wobei Gruppen von korrespondierenden
n Blöcken, die von paarweise verschiedenen
Festplatten stammen, und die dort jeweils an
derselben Position gespeichert werden, gebildet werden.
Rechen-Beispiel: 4 Festplatten à 500 GB: 1500
GB Nutzdaten; 500 GB Redundanz
Die Nutzdaten werden wie bei RAID 0 auf alle Festplatten
verteilt. Die Paritätsinformationen werden jedoch
nicht wie bei RAID 4 auf einer Platte konzentriert, sondern
ebenfalls verteilt. Die Berechnung der Parität erfolgt
durch die XOR-Verknüpfung, die wiederum zu
leichter bis erheblicher Verminderung der Datentransferrate
im Vergleich zu RAID 0 führt. Da die Paritätsinformationen
beim Lesen nicht benötigt werden, stehen
alle Platten zum parallelen Zugriff zur Verfügung.
Dieser (theoretische) Vorteil greift allerdings nicht bei
kleinen Dateien ohne nebenläufigen Zugriff, erst bei
größeren Dateien oder geeigneter Nebenläufigkeit tritt
eine nennenswerte Beschleunigung ein. Der Schreibzugriff
erfordert entweder ein Volumen, das genau (n-
1) korrespondiere Datenblöcke ausfüllt, oder ein zweiphasiges
Verfahren (alte Daten lesen; neue Daten
schreiben).
Bei RAID 5 ist die Datensicherheit des Arrays beim Ausfall
von maximal einer Platte gewährleistet. Allerdings
lässt nach Ausfall einer Festplatte oder während des
Rebuilds auf die Hotspare-Platte (bzw. nach Austausch
der defekten Festplatte) die Performance deutlich nach
(beim Lesen: jeder (n-1)-te Datenblock muss rekonstruiert
werden; beim Schreiben: jeder (n-1)-te Datenblock
kann nur durch Lesen der entsprechenden Bereiche
aller korrespondierenden Datenblöcke und anschließendes
Schreiben der Parität geschrieben werden;
hinzukommen die Zugriffe des Rebuilds: (n-1)_
Lesen; 1_ Schreiben). Bei dem Rebuild-Verfahren ist
daher die Berechnung der Parität zeitlich zu vernachlässigen;
im Vergleich zu RAID1 dauert somit das Verfahren
unwesentlich länger und benötigt gemessen am
Nutzdaten-Volumen nur den (n-1)-ten Teil der Schreib-
Zugriffe.
Eine noch junge Methode zur Verbesserung der Rebuild-
Performance und damit der Ausfallsicherheit ist
präemptives RAID 5. Hierbei werden interne Fehlerkorrekturstatistiken
der Platten zur Vorhersage eines
Ausfalls herangezogen (S.M.A.R.T). Vorsorglich wird nun
Wissen
die Hot-Spare-Platte mit dem kompletten Inhalt der
ausfallverdächtigsten Platte im RAID-Verbund synchronisiert,
um zum vorhergesagten Versagenszeitpunkt
sofort an deren Stelle treten zu können. Das Verfahren
erreicht bei geringerem Platzbedarf eine ähnliche Ausfallsicherheit
wie RAID 6 und andere Dual-Parity-Implementierungen.
Allerdings wurde präemptives RAID 5
aufgrund des hohen Aufwands bislang nur in wenigen
„High-End“-Speichersystemen mit Server-basierten
Controllern implementiert.
RAID 6: Redundanz über zwei zusätzliche
Festplatten
RAID 6 funktioniert ähnlich wie RAID 5, verkraftet aber
den Ausfall von bis zu zwei Festplatten. Jedoch ist der
Rechenaufwand bei den zugrundeliegenden XOR-Prozessen
erheblich höher als bei RAID 5. Ein RAID-6-Verbund
benötigt mindestens vier Festplatten.
Kombinations-RAIDs
Obwohl die RAID-Level 0, 1 und 5 die weitaus größte
Verwendung finden, existieren neben den Levels 0 bis
7 noch „RAID-Kombinationen“. Hier wird ein RAID zu
einem zweiten RAID nochmals zusammengefasst.
Beispielsweise können mehrere Platten zu einem parallelen
RAID 0 zusammengefasst werden und aus mehreren
dieser RAID-0-Arrays z. B. ein RAID-5-Array gebildet
werden. Man bezeichnet diese Kombinationen
dann etwa als RAID 05 (0+5). Umgekehrt würde ein
Zusammenschluss von mehreren RAID-5-Arrays zu einem
RAID-0-Array als RAID 50 (oder RAID 5+0) bezeichnet
werden. Auch RAID-1- und RAID-5-Kombinationen
sind möglich (RAID 15 und RAID 51), die beliebtesten
Kombinationen sind allerdings das RAID 01, bei
dem je zwei Platten parallel arbeiten und dabei von zwei
anderen Platten gespiegelt werden (insgesamt vier Platten),
oder RAID 10, bei dem zwei Platten gespiegelt
werden und dabei um zwei weitere gespiegelte Platten
zu einem Ganzen ergänzt werden.
RAIDs können auch mit mehr als nur zwei Layern zusammengefasst
werden (z. B. RAID 100), allerdings wird
dies kaum verwendet.
Zusammengefasst ermöglichen die meisten RAID-Systeme
das zuverlässige funktionieren von Computern,
Software und deren Datenbeständen. Dieses wird durch
das Zusammenschalten und Spiegeln von geeigneten
Festplatten erreicht, die in Verknüpfung zudem auch
einen sehr hohen Performanceschub erhalten. Wer
Schnelligkeit und Datensicherheit zugleich braucht,
greift zum Beispiel auf den Raid-Level 0+1 zurück, auch
Raid 10 genannt. Hierbei werden die Performancevorteile
von Raid 0 mit der Datensicherheit von Raid 1
kombiniert.
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