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RAID – Ausfallsicherheit und mehr Datendurchsatz

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Die Abkürzung RAID steht für Redundant Array of Independent Disks – zu Deutsch: Redundante Anordnung unabhängiger Festplatten. RAID Systeme – heute meist als RAID SATA - zeichnen sich durch den Einsatz mehrerer physischer Festplatten aus, die zu einem logischen Laufwerk zusammengefasst sind. RAID kommt dabei prinzipiell in zwei unterschiedlichen Fällen zum Einsatz. So soll entweder mittels Spiegelung gespeicherter Daten eine höhere Ausfallsicherheit erreicht oder der durchschnittliche Datendurchsatz des Laufwerks durch spezielle Schreib- und Lesevorgänge gesteigert werden.

Der RAID Controller als Zentraleinheit

Grundbestandteil aller RAID Systeme ist der RAID Controller, der als zentrale Steuereinheit des Festplattenverbundes alle Funktionen koordiniert. Die genaue Art des Zusammenwirkens wird dabei durch den sogenannten RAID Level bestimmt. Am häufigsten finden hier RAID 0, RAID 1 und RAID 5 Anwendung. Bei RAID 0 handelt es sich um den Modus zur Steigerung der Transferrate. Konkret werden dabei alle Daten streifenartig zerteilt und nacheinander auf mindestens zwei Laufwerken abwechselnd gespeichert – in der Anordnung ähnlich den Zacken eines Reisverschlusses. Da jede Festplatte abwechselnd einen Streifen des gesamten Datenbestandes verwaltet, sind auch beim Abruf der gesamten Daten immer beide Platten aktiv. Daraus resultiert eine signifikante Erhöhung der Geschwindigkeit. Nachteil: Fällt nur eine der Festplatten aus, ist der restliche Datenbestand in der Regel auch unbrauchbar.

Zur Verhinderung derartiger Datenverluste wird RAID 1 verwendet. Hierbei werden alle Daten auf den Festplatten im RAID Verbund gespeichert. Diese Spiegelung des Datenbestandes sorgt für höchste Ausfallsicherheit sowie exzellente Datensicherung. Fällt eine Festplatte aus, sind trotzdem alle Daten auf mindestens noch einer weiteren Platte gespeichert. Jedoch bleiben die Transferraten zumindest in den Schreibvorgängen weit hinter RAID 0 zurück. Bei den Lesevorgängen ist es je nach RAID Controller möglich, dass die beteiligten Festplatten gleichzeitig unterschiedliche Sektoren – also Bereiche mit gespeicherten Daten auf der Festplatte - einlesen. Dadurch kann eine Geschwindigkeitssteigerung auf dem Niveau von RAID 0 erreicht werden. RAID 1 ist jedoch immer mit höheren Kosten verbunden, da der Speicherplatz mehrerer Festplatten lediglich für den Datenbestand einer einzigen Platte verwendet wird.

RAID 5 – Die Kombination aus Leistung und Sicherheit

Die beliebteste RAID Variante ist daher RAID 5, denn sie verbindet Leistung, Speichereffizienz und Datensicherheit bei vergleichsweise niedrigen Kosten. Wie bei RAID 0 werden die Daten hier auf den Platten abwechselnd streifenartig verteilt und können dementsprechend schnell gelesen werden. Um einem Totalverlust bei Ausfall einer Festplatte vorzubeugen, werden aber anders als bei RAID 0 bestimmte Informationen zur Rückgewinnung der einzelnen Datenblöcke gesichert (Paritätsinformation) und wiederum auf allen Platten verteilt, die keine Teile der zu sichernden Datenblöcke gespeichert haben. Somit bleibt der Datenbestand bei Defekt höchstens einer Festplatte wiederherstellbar. Fallen hingegen mehrere Platten gleichzeitig aus, ist die Datensicherung nicht mehr gewährleistet.

Die Datensicherung und der Ausfallschutz durch RAID spielen insbesondere im Hosting eine tragende Rolle. Die hier eingesetzten Server aller Art müssen nicht nur rund um die Uhr verfügbar sein, sondern der Hoster trägt auch die Verantwortung für alle gespeicherten Kundendaten. Bei RAID können einzelne defekte Festplatten eines Servers ohne Datenverlust sogar während des Betriebs ausgetauscht werden. So kann der Webserver trotz einer ausgefallenen Festplatte weiterhin online bleiben, während etwa auf dem Mailserver alle Mails durchgehend abrufbar sind. Der Kunde bemerkt nichts vom Hardwaredefekt. Zudem ist der Einsatz mehrerer kleinerer Laufwerke in einem RAID weitaus kostengünstiger, da Ausfälle schnell ersetzt werden können.

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