Was ist RAID?

Eine Technik, die mehrere Festplatten kombiniert und wie ein einziges Speichergerät nutzt, um Geschwindigkeit oder Zuverlässigkeit zu verbessern. Zu ihren Leveln gehören RAID 0 (Striping, das Daten auf die Festplatten aufteilt), RAID 1 (Spiegelung, die dieselben Daten auf zwei Festplatten schreibt), RAID 5 und RAID 6 (die Parität verteilt auf die Festplatten schreiben) und RAID 10 (das Spiegelung und Striping kombiniert).

Japanische Bezeichnung: RAID

„RAID“ kommt in 5 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Systemarchitektur und Zuverlässigkeit.

Fachgebiet: Systemarchitektur und Zuverlässigkeit

Wichtige RAID-Level und ihre Kapazität

Bei n Festplatten gleicher Kapazität beträgt die für Daten nutzbare Kapazität bei RAID 0 n Festplatten, bei RAID 1 und RAID 10 die Hälfte, bei RAID 5 n − 1 Festplatten und bei RAID 6 n − 2 Festplatten. Mit vier Festplatten zu je 4 TB ergeben sich zum Beispiel 16 TB bei RAID 0, 8 TB bei RAID 10, 12 TB bei RAID 5 und 8 TB bei RAID 6. RAID 0 hat keine Redundanz und verliert Daten, wenn eine Festplatte ausfällt; RAID 5 übersteht einen Ausfall und RAID 6 beliebige zwei. RAID 10 übersteht zwei oder mehr Ausfälle, solange nicht beide Festplatten desselben Spiegelpaars ausfallen.

Schreibleistung und Rebuild

Bei RAID 5 liest jeder kleine Schreibvorgang die alten Daten und die alte Parität und schreibt die neuen Daten und die neue Parität; ein Schreibvorgang braucht also vier Ein-/Ausgabeoperationen (die Write Penalty). Bei RAID 6 sind es sechs, bei RAID 1 und RAID 10 zwei. Wird eine ausgefallene Festplatte ersetzt, rekonstruiert ein Rebuild ihren Inhalt aus den Daten der übrigen Festplatten; je größer die Festplatten, desto länger dauert das, und fällt in dieser Zeit eine weitere Festplatte aus, verliert RAID 5 Daten. Deshalb werden für große Festplatten oft RAID 6 und ähnliche Level gewählt.

RAID ist kein Backup

RAID ist ein Mechanismus, um auch bei einem Festplattenausfall weiterarbeiten zu können. Werden Daten versehentlich gelöscht oder durch Ransomware verschlüsselt, wird die Änderung auf alle Festplatten übertragen und lässt sich nicht rückgängig machen. Gegen einen Ausfall des RAID-Geräts selbst oder Katastrophen wie Brände schützt es ebenfalls nicht. Zum Schutz der Daten sind getrennt vom RAID Backups auf anderen Medien oder an anderen Orten nötig.

Jetzt üben: Fragen zu RAID

Welche Beschreibung trifft auf RAID 1 zu?

  1. ADie Daten werden aufgeteilt auf mehrere Festplatten geschrieben (Striping), um Lesen und Schreiben zu beschleunigen, aber es gibt keine Redundanz
  2. BDieselben Daten werden auf zwei Festplatten geschrieben (Spiegelung), sodass beim Ausfall einer Festplatte keine Daten verloren gehen
  3. CDaten und Parität zur Fehlerkorrektur werden verteilt auf mehrere Festplatten geschrieben, sodass sich die Daten beim Ausfall einer Festplatte wiederherstellen lassen
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Antwort: B. Dieselben Daten werden auf zwei Festplatten geschrieben (Spiegelung), sodass beim Ausfall einer Festplatte keine Daten verloren gehen

RAID 1 ist die Spiegelung (Mirroring), bei der dieselben Daten auf zwei Festplatten geschrieben werden; fällt eine Festplatte aus, kann die Verarbeitung mit den Daten der anderen weiterlaufen. Für Daten nutzbar ist die Hälfte der Gesamtkapazität beider Festplatten. Reines Striping ohne Redundanz ist RAID 0, und verteilt geschriebene Parität ist RAID 5. RAID schützt vor Festplattenausfällen; versehentlich gelöschte oder durch Ransomware verschlüsselte Daten werden aber auf beide Festplatten übertragen, daher ersetzt RAID keine Backups.

Ein RAID 5 wird aus vier Festplatten mit je 4 TB Kapazität aufgebaut. Wie groß ist die für Daten nutzbare Kapazität?

  1. A8 TB
  2. B12 TB
  3. C16 TB
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Antwort: B. 12 TB

RAID 5 schreibt Daten und Parität verteilt auf alle Festplatten und verwendet die Kapazität einer Festplatte für die Parität. Die für Daten nutzbare Kapazität beträgt daher (4 − 1) × 4 TB = 12 TB, und fällt eine Festplatte aus, lassen sich die verlorenen Daten aus den Daten und der Parität der übrigen Festplatten wiederherstellen. 8 TB ist die Kapazität bei RAID 1 oder RAID 10, die die Kapazität halbieren, und 16 TB die Kapazität bei RAID 0 ohne Redundanz.

Häufige Fragen

Sollte ich RAID 5 oder RAID 6 wählen?

RAID 6 übersteht zwei Festplattenausfälle und eignet sich daher für Verbünde mit vielen Festplatten oder für große Festplatten, deren Rebuild lange dauert. Dafür geht die Kapazität von zwei Festplatten verloren, und die Schreibleistung ist geringer als bei RAID 5. Die Wahl richtet sich danach, wie wichtig die Anwendung ist, nach Kapazität und Zahl der Festplatten und nach der Schreiblast.

Was ist der Unterschied zwischen RAID 1 und RAID 10?

RAID 1 ist die Spiegelung, bei der zwei Festplatten dieselben Daten halten. RAID 10 bildet mehrere solcher Spiegelpaare und teilt die Daten auf diese Paare auf (Striping), was Kapazität und Geschwindigkeit erhöht. Bei beiden ist die Hälfte der Gesamtkapazität nutzbar.

„RAID“ in den Erläuterungen

Fragen mit „RAID“ (5)

  1. Welche Beschreibung trifft auf RAID 1 zu?
  2. Ein RAID 5 wird aus vier Festplatten mit je 4 TB Kapazität aufgebaut. Wie groß ist die für Daten nutzbare Kapazität?
  3. Ein RAID 6 wird aus sechs Festplatten mit je 8 TB Kapazität aufgebaut. Welche Kombination aus nutzbarer Datenkapazität und der Zahl der Festplatten, die gleichzeitig ausfallen dürfen, ohne dass Daten verloren gehen, ist richtig?
  4. In einem RAID 10 aus vier Festplatten (zwei Spiegelpaare, über die beiden Paare hinweg gestript) fallen zwei der vier Festplatten gleichzeitig aus. Wenn jede Kombination zweier Festplatten mit gleicher Wahrscheinlichkeit die ausfallende ist, wie groß ist die Wahrscheinlichkeit eines Datenverlusts?
  5. Ein RAID 5 wird aus vier Festplatten aufgebaut, von denen jede 200 zufällige Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS) schafft. Jeder kleine zufällige Schreibvorgang erfordert insgesamt vier Ein-/Ausgabeoperationen: Lesen der alten Daten und der alten Parität sowie Schreiben der neuen Daten und der neuen Parität; Cache-Effekte werden nicht berücksichtigt. Wie viele Schreibvorgänge kann das gesamte RAID 5 verarbeiten, wenn nur geschrieben wird?

Verwandte Begriffe

Ransomware Differenzielles Backup Dualsystem Duplexsystem Fail-safe Fail-soft Fehlertoleranz (Fault Tolerance) Fool-proof Hot Standby Inkrementelles Backup

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