Raid

Was ist ein RAID-System?

• RAID steht für = Redundant Array of Independent Disks
• RAID besitzt mehrere Formen wie RAID 0, RAID 1, RAID 2 usw..
• Verbund aus mehreren Festplatten, in den Daten gespeichert werden ohne Verluste.
• Ausnahme RAID 0.

Die gebräuchlichsten RAID Level sind die RAID Level 0, 1 und 5

• Bei der Präsenz von drei Platten à 1  TB, die jeweils eine Ausfallwahrscheinlichkeit von 1 % in einem gegebenen Zeitraum haben, gilt
• RAID 0 stellt 3  TB zur Verfügung. Die Ausfallwahrscheinlichkeit des RAIDs beträgt 2,9701 % (1 in 34 Fällen).
• RAID 1 stellt 1  TB zur Verfügung. Die Ausfallwahrscheinlichkeit des RAIDs beträgt 0,0001 % (1 in 1.000.000 Fällen).
• RAID 5 stellt 2  TB zur Verfügung. Die Ausfallwahrscheinlichkeit des RAIDs beträgt 0,0298 % (1 in 3.356 Fällen).

RAID 0: Striping – Beschleunigung ohne Redundanz

• RAID 0 ist streng genommen kein RAID System da es, wie der Name RAID es hergibt, nicht Redundant ist.
• Hierbei steht wohl eher die Geschwindigkeit im Vordergrund.
• Ab zwei Festplatten
• Im RAID 0 werden die Daten geteilt, sprich die Hälfte der Daten wird auf Disk 0 und die andere Hälfte auf Disk 1 geschrieben.
• Dies bietet eine hohe Geschwindigkeit aber gleichzeitig fehlt die Redundanz.
• Das Bedeutet geht eine Platte kaputt fehlt die Hälfte der Daten.

RAID 1: Mirroring – Spiegelung

• RAID 1 stellt die Datensicherheit in den Vordergrund.
• Alle Daten werden doppelt gesichert.
• Ab zwei Festplatten.
• Bei Ausfall einer Festplatte dennoch vollen Daten Zugriff.
• Das RAID 1 System speichert die Daten jeweils vollständig auf jede Platte.
• Heißt, wird ein Datenpaket gespeichert so wird es auf Festplatte 0 und Festplatte 1 geschrieben.
• Hiermit wird die Redundanz gewährleistet indem z.B. beim Ausfall der Platte 1 noch alle Daten auf Platte 0 zu finden sind.
• Was auch eine langsamere Geschwindigkeit im Hinblick auf RAID 0 mit sich zieht.

RAID 5: Leistung + Parität, Block-Level Striping mit verteilter Paritätsinformation

• Ab drei Festplatten
• RAID System versagt bei 2 ausfallenden Platten
• Bei der Verwendung von RAID 5 werden die Daten geteilt, wie bei der Verwendung von RAID 0.
• Gleichzeitig wird auf den zu speichernden Datenblock XOR Angewandt und auf eine eigene Platte geschrieben.
• Das Ergebnis des XOR speichert sich jedes mal auf einer anderer der angeschlossenen Platten ab.
• Parität Raid

RAID 6: Block-Level Striping mit doppelt verteilter Paritätsinformation

• RAID 6 funktioniert ähnlich wie RAID 5 und verkraftet aber den gleichzeitigen Ausfall von bis zu zwei Festplatten.
• Bei der Wiederherstellung der Redundanz nach dem Ausfall einer Platte viele Stunden bis hin zu Tagen dauern
• Bei RAID 5 besteht währenddessen kein Schutz vor einem weiteren Ausfall.
• RAID 6 implementiert Striping mit doppelten, auf Block-Level verteilten Paritätsinformationen.
• Im Gegensatz zu RAID 5 gibt es bei RAID 6 mehrere mögliche Implementierungsformen, die sich insbesondere in der Schreibleistung und dem Rechenaufwand unterscheiden. *Bessere Schreibleistung wird durch erhöhten Rechenaufwand erkauft.
• Im einfachsten Fall wird eine zusätzliche XOR-Operation über eine orthogonale Datenzeile berechnet, siehe Grafik.
• Auch die zweite Parität wird rotierend auf alle Platten verteilt.
• Eine andere RAID-6-Implementierung rechnet mit nur einer Datenzeile, produziert allerdings keine Paritätsbits, sondern einen Zusatzcode, der 2 Einzelbit-Fehler beheben kann. Das Verfahren ist rechnerisch aufwändiger.
• Für alle RAID-6-Implementierungen gilt gemeinsam: Der Performance-Malus bei Schreiboperationen (Write Penalty) ist bei RAID 6 etwas größer als bei RAID 5
• die Leseleistung ist bei gleicher Gesamtplattenzahl geringer (eine Nutzdatenplatte weniger) beziehungsweise der Preis pro nutzbarem Gigabyte erhöht sich um eine Festplatte je RAID-Verbund
• also im Schnitt um ein Siebtel bis zu ein Fünftel. Ein RAID-6-Verbund benötigt mindestens vier Festplatten.

RAID 6 Berechnung

RAID-Kombinationen

RAID 10

• Das RAID10-System ist ein Verbund der zwei Systeme von RAID 0 und RAID 1.
• Durch die Kombination wird die Sicherheit und Schreib-/Lesegeschwindigkeit gesteigert.
• Die Mindestanforderung an Platten für dieses System liegt bei 4.
• Im Prinzip werden die Datensätze nach RAID0 aufgelöst und weiterhin auf 2x RAID 1 eingesetzt.
• Somit gäbe es eine linke Seite mit je 2 Platten die, die eine Hälfte der Daten speichert und 2 Platten die, die andere Hälfte sichert.

Linux

• RAID

• Raid vs. ZFS

RAID-Rechner

• http://www.raid-calculator.com/

Quelle

• https://de.wikipedia.org/wiki/RAID