Unterstützte RAID-Level

RAID ist ein Akronym, das zuerst 1987 von Forschern der University of California in Berkeley als "Redundant Array of Inexpensive Disks" (Redundanter Verband kostengünstiger Festplatten) definiert wurde. Diese Speichertechnologie erlaubt das Kombinieren von mehreren günstigen Festplatten in logischen Einheiten (logische Laufwerke). Ein so genannter "RAID-Level" beschreibt, wie die Daten über die verschiedenen Festplatten eines logischen Laufwerks verteilt werden. Diese Verteilungsalgorithmen bestimmen das Gleichgewicht zwischen der Steigerung der Datenverfügbarkeit durch Redundanz und/oder der Steigerung der Leistung durch parallele Ein-/Ausgabe-Transaktionen.

Aus Marketing-Gründen der Herstellerfirmen wurde die Definition von RAID später durch den Begriff "Redundant Array of Independent Disks" (Redundanter Verband unabhängiger Festplatten) ersetzt. Die RAID-Technologie sollte Kunden nicht als Billig-Lösung präsentiert werden.

Heute ist RAID ein Sammelbegriff für Datenspeicherverfahren, die Daten auf mehreren Festplatten aufteilen oder duplizieren.

Die unterschiedlichen RAID-Level sind durch das Wort RAID und einer folgenden Nummer, wie RAID-0, RAID-1, usw., benannt. Eine kurze Beschreibung der bekanntesten RAID-Level der von ServerView RAID unterstützten Controller folgt:

RAID-0

Ein RAID-0 wird durch das Verteilen (Striping) von Daten über zwei oder mehr Festplattenlaufwerke erstellt. Einfaches Striping (wie das soeben erwähnte) erzeugt zwar keine Redundanz zum Schutz der Daten, es bietet jedoch durch das Aufteilen der Datenmenge über mehrere Laufwerke die beste Lese- und Schreibleistung aller RAID-Level.

RAID-1

Ein RAID-1 besteht aus zwei Festplattenlaufwerken. Die auf dem Array gespeicherten Daten werden auf beide Laufwerke geschrieben. Die Spiegelung (Verdoppelung) von Daten bietet eine Redundanz, die gewährleistet, dass bei einem Laufwerkausfall kein Datenverlust entsteht. Es steht allerdings nur die Hälfte der Gesamtkapazität beider Platten zur Verfügung, da alle Daten jeweils auf die einzelnen Laufwerke geschrieben werden.

RAID-1 bietet gegenüber einem Einzellaufwerk hinsichtlich der Schreibleistung keine Vorteile, jedoch hat es auf Grund der Verteilung der Daten auf zwei Laufwerke - neben der Datensicherheit - Vorzüge bei der Leseleistung.

RAID-1E

Ein RAID-1E besteht mindestens aus drei Laufwerken. Einige Controller erwarten allerdings eine gerade Anzahl von Laufwerken, z.B. MegaRAID SAS. Einzelne Datenblöcke werden jeweils auf die nächste Festplatte gespiegelt (Verdoppelung) RAID-1E bietet somit im Vergleich zu RAID-1 eine erhöhte Ausfallsicherheit. Allerdings dürfen weder zwei benachbarte noch die erste und die letzte Festplatte gleichzeitig ausfallen.

RAID-5

Um ein RAID-5 zu erstellen, sind mindestens drei Laufwerke erforderlich. Wie bei einem RAID-0 werden die Daten auf verschiedene Laufwerke verteilt, jedoch wird im Falle von RAID-5 die Kapazität eines Laufwerks dazu verwendet, Parity-Informationen zu speichern. Die Parity-Informationen werden ebenfalls über alle Laufwerke verteilt. Der Controller generiert diese Parity immer dann, wenn Daten auf das Array geschrieben und über alle Laufwerke verteilt werden. Sollte ein Laufwerk ausfallen, so kann der Inhalt des ausgefallenen Laufwerks aus den Daten und der Parity der verbleibenden Laufwerke wiederhergestellt werden.

Die Verwendung von Parity minimiert die Kapazitätskosten der Redundanz. Da nur ein Laufwerk zur Speicherung der Parity verwendet wird, kann weiterhin zwei Drittel der Gesamtkapazität für Daten benutzt werden. Für Arrays mit mehr Laufwerken ist der Verlust der nutzbaren Gesamtkapazität geringer. Bei RAID-5 ist die Schreibleistung geringer, da bei jedem Schreibvorgang erst Parity-Daten generiert werden müssen. Die Leseleistung ist jedoch gut, da die Anfragen auf alle Laufwerke verteilt werden.

RAID-6

Ein RAID-6 benötigt mindestens vier Festplatten und funktioniert ähnlich wie ein RAID-5, verkraftet aber einen Ausfall von zwei Festplatten. Es werden bei einem RAID-6 zwei statt einer Parity-Information berechnet und über alle Laufwerke blockweise verteilt. Einige RAID-Controller bieten eine 3-Festplattenkonfiguration für RAID-6 an. Die Parity auf 2 Festplatten entspricht dann einem Doppelspiegel der Daten. Aus diesem Grund bietet ein RAID-6 ein Höchstmaß an Sicherheit. Im Vergleich zu RAID-5 ist der Schreibzugriff etwas langsamer.

RAID-10

Ein RAID-10 ist ein Dual-Level-Array, das erstellt wird, indem zwei oder mehr gleichgroße Arrays vom Typ RAID-1 verwendet werden, um ein RAID-0 zu erstellen. Ein Array der obersten Ebene (RAID-0) teilt die Gesamtdatenlast mit dem Array der zweiten Ebene (RAID-1), wodurch sowohl die Lese- als auch die Schreibleistung verbessert werden. Da es sich bei Arrays der zweiten Ebene um RAID-1 handelt, wird zusätzlich eine Redundanz geboten. Allerdings steht in dem Array nur die Hälfte der Gesamtkapazität der eingesetzten Laufwerke zur Verfügung.

RAID-50

Ein RAID-50 ist ein Dual-Level-Array, das durch die Verwendung von mindesten zwei Arrays vom Typ RAID-5 erstellt wird, um ein RAID-0 zu bilden. Das Array der obersten Ebene (RAID-0) teilt die Daten mit dem Array der zweiten Ebene (RAID-5), wodurch sowohl die Lese- als auch die Schreibleistung verbessert wird. Dadurch, dass die Arrays der zweiten Ebene RAID-5 nutzen, wird durch die Parity eine effiziente Redundanz geboten.

RAID-60

Ein RAID-60 ist ein Dual-Level-Array, das durch mindestens zwei Arrays vom Typ RAID-6 erstellt wird, um ein RAID-0 zu bilden. Das oberste Array (RAID-0) teilt die Daten mit dem Array der zweiten Ebene (RAID-6), wodurch eine Steigerung der Lese- und Schreizugriffe erzielt wird. Durch die Verwendung des RAID-6 in der zweiten Ebene wird zusätzlich eine hohe Datensicherheit gewährleistet.

Einfaches Volume, JBOD

Ein einfaches Volume besteht aus einem einzelnen Festplattenlaufwerk. Dies ist im eigentlichen Sinn kein wirklicher RAID-Level und wird deshalb auch als "None-Raid" bezeichnet. Nach neuster Definition der Storage Networking Industry Association zählt auch ein JBOD (Just a Bunch of Disks) dazu, obwohl hierunter manchmal auch mehrere physische Platten verstanden werden.

Übergreifendes Volume, Concatenation

Ein übergreifendes Volume (Concatenation), wird gebildet, indem zwei oder mehr Festplattenlaufwerke zusammengeschlossen werden. Die Laufwerke können dabei über unterschiedliche Kapazitäten verfügen und sind von Anfang bis Ende miteinander verbunden. Ein übergreifendes Volume bietet keine Redundanz und keine Leistungsvorteile gegenüber einem Einzellaufwerk, sondern es zeigt sich im System lediglich als ein entsprechend großes Laufwerk.

RAID-Volume

Ein RAID-Volume wird erstellt, indem zwei oder mehr Arrays desselben Typs zusammengeschlossen werden. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Dual-Level-Arrays müssen Arrays in einem RAID-Volume nicht über die gleiche Kapazität verfügen, sondern werden - wie schon beim Übergreifenden Volume beschrieben - miteinander verbunden.

Hinweis: Manchmal wird der Begriff "Volume" auch als Synonym für Array benutzt.