RAID

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RAID (Redundant Array of Independen Disks, deutsch: Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten) bezeichnet eine Methode, um Daten redundant (~mehrfach) zu sichern, um Verluste bei Ausfällen zu vermeiden. Die Funktionen von RAID sind dabei jedoch nicht auf die Sicherheit von Daten beschränkt, es gibt z.B. auch Möglichkeiten zur Beschleunigung von Datenzugriffen, die verschiedenen Möglichkeiten Festplatten zu verbinden werden als RAID-Level bezeichnet. Ein RAID wird noch vor dem Betriebssystem geladen, somit ist ein RAID für den Anwender oder für Programme nicht von einer "normalen" Festplatte zu unterscheiden.

Software & Hardware RAID

Das RAID gibt es sowohl Software- als auch Hardwareseitig. Um ein RAID zu realisieren gibt es von verschiedenen Herstellern RAID-Erweiterungskarten, Disk Arrays oder bereits im Mainboard integrierte Festplattencontroller mit (oft eingeschränkten) RAID-Funktionen.

Hardware-RAID

Der RAID-Controller stellt einen vollwertigen Festplatten-Controller mit RAID-Funktionen dar, bei dem oft andere Festplattenanschlüsse als die im privaten Gebrauch üblichen verwendet werden (z.B. das für Serial ATA Festplatten Kompatible SAS, SCSI), da diese Anschlüsse u.A. höhere Geschwindigkeiten ermöglichen. Es gibt sowohl RAID-Controller, die in das Gehäuse eines Computers eingebaut werden, als auch eigenständige Geräte, sogenannte Disk-Arrays, die für gewöhnlich neben dem RAID-Controller auch Platz für die Festplatten bieten. Die Controller besitzen in den höheren Preissegmenten oft die Möglichkeit eine BBU (Battery Backup Unit) einzusetzen: die BBU hat den Zweck bei einem Stromausfall Festplattenschäden zu vermeiden: der Cache (Zwischenspeicher) der Festplatten wird bis zu 72 Stunden durch die Batterie gespeichert, so können, nachdem der Computer wieder mit Strom versorgt wird, durch den Ausfall noch nicht ausgeführte Schreibvorgänge nachträglich durchgeführt werden. Interne RAID-Controller gibt es für nahezu alle gängigen Anschlüsse eines Computers - darunter PCI und PCI-Express.

Software RAID

Bei einem Software-RAID gibt es keine Hardware, die die Koordination der Festplatten im Sinne eines RAID übernimmt – alle Aufgaben werden von einer Software durchgeführt. Die Meisten modernen Betriebssysteme, darunter Windows, Mac OS X und Linux, bieten eine Möglichkeit, ein Software-RAID zu realisieren. Hierbei gibt es im Gegensatz zu einem RAID-Controller einige Einschränkungen:

• der Computer selbst und nicht ein Zusatzgerät muss die Rechenleistung erbringen; die Systemleistung wird eingeschränkt
• keine Möglichkeit eine BBU einzusetzen
• oft aufwändigere Installation und Wartung

daneben bietet das Software-RAID auch erhebliche Vorteile:

• es wird kein spezieller RAID-Controller benötigt. Ist ein RAID-Controller defekt und kein gleiches Modell mehr erhältlich, ist es sehr aufwändig an die Daten der Festplatten zu kommen
• Kostengünstig (auch Open Source)
• unter bestimmten Voraussetzungen leistungsfähiger als eine Hardwarelösung

RAID-Level

Das RAID-Level beschreibt die Funktion des RAID. Es gibt Level zur Spiegelung von Daten auf mehrere Festplatten, Aufteilung von Daten auf mehrere Festplatten, eine Mischung aus Spiegelung und Aufteilung und viele weitere. Insgesamt gibt es neben den 3 gängigsten Level über 20 andere Level und Kombinationsmöglichkeiten. In diesem Artikel wird auf die 3 Grundlegenden eingegangen.

In jedem RAID-Level werden im Idealfall Festplatten vom gleichen Modell und gleicher Größe verwendet.

Beschleunigung: RAID 0 (Striping)

Ein Verbund im RAID-Level 0 bietet keine Redundanz, also keinen Sicherheitsgewinn. Eine Beschleunigung der Lese- und Schreibzugriffe wird dadurch erreicht, dass Daten auf mindestens zwei Festplatten verteilt werden. Dazu werden Daten (Dateien) in Blöcke, so genannte 'Chunks', aufgeteilt (in der Regel 64kB) und Block für Block auf der nächsten Festplatte gespeichert. Dadurch, dass die Daten aufgeteilt sind, werden die Kapazitäten der Festplatten voll ausgenutzt. Das Logische Laufwerk, wie es für den Anwender erscheint, ergibt sich aus der Summe der für das RAID 0 verwendeten Festplatten.

Spiegelung: RAID 1 (Mirroring)

Ein Verbund im RAID-Level 1 bietet höhere Sicherheit der Daten durch Redundanz. Die Daten werden identisch auf alle im Verbund vorhandenen Festplatten gespeichert. Beim Ausfall einer Festplatte können die Daten somit auf mindestens einer anderen Festplatte weiterverwendet werden. Der Ausfall einer Festplatte führt nicht zu einem Absturz oder sonstigen Problemen. Es muss lediglich die defekte Festplatte durch eine neue ersetzt werden. Möglicherweise muss das RAID-System über den Austausch informiert werden, dies ist vor allem bei einem Software-RAID der Fall. Nach dem Austausch wird der Inhalt der funktionierenden Festplatte 1:1 auf die neue Festplatte kopiert.

RAID 5

Siehe auch

• mdadm: Software-RAID unter Linux