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RAID

Autor: David Diels
Datum: 10-06-2003, 20:43:09
Referenzen: keine
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RAID ist die Abkürzung für "Redundant Array of Independent Disks" (und wurde früher auch "Redundant Array of Inexpensive Disks" genannt).

Ein RAID-System besteht aus mindestens zwei Festplatten. Das RAID an sich sorgt dafür, dass Daten redundant (sicher) auf Festplatten verteilt werden, so dass bei einem Ausfall einer Platte, immer noch die Möglichkeit besteht, an seine Daten zu kommen um damit weiterarbeiten zu können. Der Begriff "RAID – Redundant Array of Inexpensive Disks" soll übrigens 1987 an der Universität von Kalifornien, Berkeley, festgelegt worden sein.

Um die Festplatten mit Hilfe eines RAID-Systems zu verwalten benötigt man einen Hardware- oder zumindest einen Software- RAID-Controller. Mit diesem Controller kann man die Arrays einstellen. Ein Array ist die Gesamtheit aller Festplatten die benötigt werden um ein Logisches Laufwerk zu bilden.

Will das Betriebssystem etwas abspeichern, greift sie nicht mehr auf die einzelnen Festplatten, sondern auf die Arrays zu. Der RAID-Controller hingegen weiß, wie man die Daten zu verwalten hat - welche Platte bekommt welche Daten.

Es gibt verschiedene RAID-Level die angeben, wie die Daten schließlich gesichert werden.

RAID 0 (Data Striping)

Bei diesem Level werden die Nutzdaten auf zwei oder mehreren Festplatten des RAID 0-Arrays verteilt. Die Daten werden in Blöcken zerlegt (4 - 128 KB). In diesem Level ist die Schreib- und Lesegeschwindigkeit ernorm hoch, da auf zwei oder mehreren Platten gleichzeitig zugegriffen werden kann. Dieses ist noch kein redundantes RAID-Level, weil alle Daten bei einem Plattenausfall trotzdem verloren gehen. Da RAID 0 keine Redundanz-Informationen erzeugt, wird es in Serversystemen nicht verwendet. Dort ist Sicherheit eine unabdingbare Anforderung.

RAID 1 (Drive Mirroring/ Drive Duplexing)

In diesem Level werden identische Daten auf zwei Festplatten gespeichert. Im Endeffekt ist eine Platte ein genaues Spiegelbild der anderen. Im RAID 1 System besteht eine sehr hohe (100%-ige) Redundanz, weil die Nutzdaten trotz Festplattenausfall erhalten bleiben. Wenn man große Kapazitäten benötigt, kann dieses System sehr schnell ziemlich teuer werden, da man die doppelte Anzahl an Festplatten benötigt um die Sicherheit zu behalten.

RAID 2 (Hamming System)

Bei diesem System werden die Daten in einzelne Bytes zerlegt und auf die Platten in einem Array verteilt. Der Fehlerkorrekturcode (ECC = Error Correction Code) wird nach dem Hamming-Algorithmus berechnet und auf zusätzliche Platten gespeichert. Da moderne Festplatten bereits Methoden zur Fehlerkorrektur besitzen, wird dieses RAID-Level heutzutage nicht mehr benutzt.

RAID 3 (Byte Striping mit Parity Laufwerk)

In dieser RAID-Einstellung werden die Daten auch in Bytes zerlegt und abwechselnd auf die Platten in einem Array geschrieben. Auf einer zusätzlichen Platte (Parity-Platte) werden Parity-Bytes - für jede Datenreihe ein Byte - hinzugefügt. Geht eine Festplatte zu Grunde, können die fehlenden Daten mit Hilfe der Parity-Platte und den restlichen Platten wieder berechnet werden. Da die heutige Technik (Betriebssysteme, Festplatten,...) mit Blöcken statt Bytes arbeiten, kommt dieses System auch nicht mehr in Frage.

RAID 4 (Block Striping mit Parity Laufwerk)

Das RAID 4 ähnelt dem RAID 3. Nur in diesem RAID werden die Daten in größeren Blöcke (8, 16, 64, 128 KBytes) aufgeteilt und nicht mehr in Bytes. Vergleichbar mit RAID 0 werden die Blöcke abwechselnd auf die verschiedenen Festplatten geschrieben. Das Parity-Laufwerk besteht aus der Summe der Daten, die in der gleichen Zeile existieren. Fällt ein Laufwerk aus, können die fehlenden Daten wieder berechnet werden. Bei großen zusammenhängenden Daten ist die Performance ernorm hoch.

Bei verteilten Schreibzugriff ist das RAID 4 wesentlich langsam, da bei verteiltem Zugriff des Benutzers auf die Blöcke der Festplatten, jedes mal die dazugehörigen Parity-Blöcke

RAID 5 (Striping mit verteilter Parity)

Dieses RAID-System verhält sich fast wie RAID 4. Nur existiert hier kein Parity-Laufwerk, da sich die Parity-Blöcke auf den ganzen Laufwerken des Arrays verteilen. Dies beschleunigt verteilte Schreibzugriffe. Dieses Level ist auch in der Serverwelt das meistverwendete RAID-Level.

RAID 10 (Mirrored Striping Array)

Dieses RAID-Level ist eine Kombination von Level 1 und 0. Zwei gespiegelte Arrays werden zu einem RAID 0-System zusammengefasst.




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