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| Title: | RAID-Systeme. | |
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2. Die Theorie
2.1. RAID - "Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks"
Ein RAID-System sorgt im laufenden Betrieb für ständige Kontrolle über die einzelnen Festplatten. Arbeitet eine Festplatte fehlerhaft, wird der RAID-Verbund vom Normalbetrieb in den Fehlerzustand versetzt, die defekte Festplatte vom Betrieb getrennt und evtl. eine Meldung an den Administrator weitergegeben. Ein RAID-System kann aber lediglich gegen Hardware-Probleme eingesetzt werden; menschliche Fehler wie z. B. das versehentliche Löschen einer Datei verhindert es nicht. Backups sind daher immer noch zwingend notwendig!In der Regel werden Hardware-Lösungen eingesetzt, um ein RAID-System zu realisieren: An eine Controllerkarte werden mehrere Festplatten angeschlossen und von dieser gesteuert. Es gibt aber auch Software-RAID-Lösungen, die sich in der Performanz jedoch mit Hardware-Lösungen nicht messen können.
Allen Lösungen gleich ist, dass der RAID-Verbund für das Betriebssystem mehr oder weniger transparent dargestellt wird, d. h. das Betriebssystem "weiß" nicht, dass es auf einem RAID-System arbeitet.
Im Folgenden wird auf die konkrete technische Umsetzung eines RAID-Festplattenverbunds in einem Computersystem und die damit verbundenen Besonderheiten der einzelnen RAID-Levels eingegangen.
2.1.1. RAID Level 0
Über zwei oder mehr Festplatten werden Schreib- und Leseanforderungen gleichmäßig verteilt. Je mehr Festplatten bzw. Controller angeschlossen werden, desto mehr kann parallelisiert werden und um so besser wirkt sich das auf die Performanz aus. Beste Ergebnisse werden mit einer Festplatte pro Controller erzielt, wobei der Performanzvorteil gegenüber einem Hochleistungs-Controller marginal sein dürfte.Diese Stufe der Fehlertoleranz verdient den Titel "redundant" eigentlich nicht, denn die Daten werden in keiner Weise redundant gehalten - der Vorteil ist eine enorme Steigerung der Schreib-/Lesegeschwindigkeit. Dem gegenüber steht jedoch der Verlust aller Daten im gesamten Festplattenverbund, wenn auch nur eine Festplatte einen Defekt hat.
Dieses Level eignet sich für Anwendungen, die sehr hohen Datendurchsatz bei vergleichsweise "unwichtigen" Daten erfordern, z. B. Videoschnitt.
Abb. 2: RAID Level 0
2.1.2. RAID Level 1
Wiederum über zwei oder mehr Festplatten mit gerader Anzahl werden Schreibanforderungen und Leseanforderungen verteilt. Ein Schreibvorgang muss zweimal komplett auf jeweils eine Festplatte durchgeführt werden, ein Lesevorgang kann auf die beiden Spiegelplatten gleichmäßig verteilt werden.Beim Schreiben macht sich lediglich ein geringer Performanzvorteil gegenüber unabhängigen Festplatten bemerkbar, beim Lesen kann der Zugriff aber parallelisiert werden und ist ähnlich schnell wie bei RAID 0.
Jeder Festplatte ist eine Spiegelfestplatte zugeordnet; dadurch ist der Speicherplatzbedarf vergleichsweise hoch im Vergleich zur effektiven Nutzkapazität: Es werden doppelt so viele Festplatten benötigt wie genutzt werden können.
Von einem "Spiegelpaar" darf immer nur eine ausfallen; diese wird nach dem Austausch vom RAID-Controller wieder mit der noch bestehenden Spiegelplatte abgeglichen.
Dieses Level eignet sich für Anwendungen, die hohen Datendurchsatz bei hoher Datensicherheit erfordern; unternehmenskritische oder hochverfügbare Daten werden in der Regel auf diesen Festplattensystemen abgelegt, z. B. die Finanzbuchhaltung oder die Personalverwaltung.
Abb. 3: RAID Level 1
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