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RAID: Unterschied zwischen den Versionen

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'''R'''edundant '''A'''rray of '''I'''ndependent '''D'''isks
'''RAID''' - ''R''edundant ''A''rray of ''I''ndependent ''D''isks


=Funktion=
== Beschreibung ==
*Ein RAID dient dazu, mehrere physikalische Datenträger zu einem oder mehreren logischen Laufwerken zu vereinen und dadurch einen schnelleren Datenzugriff und/oder eine erhöhte Verfügbarkeit des Systems im Falle eines Datenträgerdefektes zu erreichen.
Datenträger zu logischen Laufwerken zusammenschließen
*Von Software-RAID spricht man, wenn das Zusammenwirken der Datenträger komplett softwareseitig organisiert wird.


*Im Allgemeinen macht es nur Sinn, Partitionen gleicher Größe zu verwenden, die auf unterschiedlichen Datenträger angelegt sind.
; Ziele
 
{| class="wikitable options big"
=RAID und Backup=
! Ziel !! Beschreibung
 
|-
*Ein RAID ersetzt keine Datensicherung!
| Höhere Verfügbarkeit ||
 
|-
*Ein RAID schützt ausschließlich vor Datenverlust durch Plattendefekte.
| Höhere Geschwindigkeit ||
 
|}
*Auch wenn es verlockend scheint, z.B. ein RAID 1 auf einem USB-Datenträger aufzusetzen, um eine automatische Sicherung zu erhalten, ist dies kein Backup.
 
*Das Entfernen der externen Datenträger führt immer dazu, dass sich das RAID im Fehlerzustand (degraded) befindet.
 
*Bei Wiederanschluss muss der interne Datenträger jedesmal komplett neu mit der externen Platte synchronisiert werden.
 
*Ein Datenverlust, der durch Fehler des Betriebssystems, des Dateisystems, durch die verwendeten Programme oder den Benutzer entsteht, wird sofort automatisch auf alle Laufwerke synchronisiert, so dass das vermeintliche Backup automatisch mit fehlerhaften Daten überschrieben wird.
 
=IDE/SATA=
 
*Generell sollte man bei RAIDs moderne SATA-Datenträger verwenden, da der Datendurchsatz bei diesen zum Teil erheblich höher ist als bei älteren IDE-Platten.
 
*Zudem sind SATA-Platten prinzipiell "hotplugable".
**Das heißt, sie sind im laufenden Betrieb eines RAIDs an- und abschaltbar und damit auch austauschbar.
 
*Allerdings sollte man genau wissen, was man tut, bevor man sich an solcherlei Aktionen heranwagt.
 
Achtung!
Nicht jeder SATA-Controller ist in der Lage, mit "Hotplug" auch richtig umzugehen.
Man sollte auch darauf achten, dass man den richtigen Datenträger angibt, um Datenverlust zu vermeiden.
 
*Bei älteren IDE-ATA-Datenträgern gilt: die verwendeten Datenträger sollten nicht am selben IDE-Kanal hängen, da im Fehlerfall eines Datenträgers unter Umständen der komplette IDE-Kanal gestört wird und dadurch u.U. das RAID nicht mehr nutzbar ist.
 
*Bei einem RAID 0 erhöht sich die Gesamtleistung, da paralleles Lesen/Schreiben auf verschiedenen IDE-Kanälen schneller geht als auf nur einem.
 
=SSD RAIDs=
 
*Linux Software-RAID verwendet bis Kernel 3.11 nur einen Thread für RAID5/RAID6 Berechnungen.
**Das kann die Performance von SSD RAIDs limitieren.
 
*Im Januar 2013 gab es erste Patches von Fusion-io, diese waren zu diesem Zeitpunkt aber noch nicht reviewed.
 
*Die RAID5 multithreading Unterstützung wurde im Linux Kernel mit 3.12 aufgenommen.
 
=RAID-Level=


*Eine Übersicht über die gebräuchlichen und unterstützten RAID-Level.
; Software-RAID
Zusammenwirken der Datenträger wird vom Betriebssystem organisiert


*Bei der Angabe des Speicherplatzes im RAID bezeichnet '''k''' die Kapazität je Partition und '''n''' die Anzahl der verwendeten Partitionen.
; RAID ist keine Datensicherung
Schützt ausschließlich vor Datenträgerausfälle


{|class="wikitable"
== RAID-Level ==
|+ Auswahl von RAID-Typen im Überblick
{|class="wikitable options col1center col2center"
|Typ ||mind. Partitionen || Speicherplatz || Vorteil || Bemerkung
! RAID-Level !! mind. Partitionen !! Vorteil !! Speicherplatz !! Bemerkung
|-
|-
| 0 || 2|| k*n|| Geschwindigkeit (Lesen & Schreiben), Plattenplatz|| Keine Partition darf ausfallen - '''Reißverschlussverfahren'''
| 0 || 2||
* Geschwindigkeit (Lesen & Schreiben)
* Plattenplatz
| k*n||
* Keine Partition darf ausfallen
* Reißverschlussverfahren
|-
|-
| 1|| 2|| k|| Ausfallsicherheit, Geschwindigkeit (Lesen)|| Alle bis auf eine Partition dürfen ausfallen - '''Spiegelung'''
| 1|| 2||
* Ausfallsicherheit
* Geschwindigkeit (Lesen)
| k||
* Alle bis auf eine Partition dürfen ausfallen
* Spiegelung
|-
|-
| 5|| 3|| k*(n-1)|| Plattenplatz, Ausfallsicherheit, Geschwindigkeit (Lesen)|| Eine Partition darf ausfallen - '''Striping & Parität'''
| 5|| 3||
* Plattenplatz
* Einfache Ausfallsicherheit
* Geschwindigkeit (Lesen)
| k*(n-1)||
* Eine Partition darf ausfallen
* Striping & Parität
|-
|-
| 6|| 4|| k*(n-2)|| Plattenplatz, bessere Ausfallsicherheit als RAID 5, Geschwindigkeit (Lesen)|| Zwei Partitionen dürfen ausfallen - '''Striping & doppelte Parität'''
| 6|| 4||
* Plattenplatz
* Doppelte Ausfallsicherheit
* Geschwindigkeit (Lesen)
| k*(n-2)||
* Zwei Partitionen dürfen ausfallen
* Striping mit doppelter Parität
|-
|-
| 10|| 4|| || Sicherheit und gesteigerte Schreib-/Lesegeschwindigkeit.|| Kombination aus RAID 0 über mehrere RAID 1
| 10|| 4||
* Ausfallsicherheit
* Geschwindigkeit (Lesen & Schreiben)
| ||
* Kombination aus RAID 0 über mehrere RAID 1
|}
|}


*RAID unterstützt auch unbenutzte Reservelaufwerke, sog. Hotspares.
Speicherplatz
**Dabei werden vorab Partitionen bekannt gegeben, die beim Ausfall eines Laufwerks innerhalb des RAID-Verbundes durch das Reservelaufwerk automatisch ersetzt werden.
<blockquote>
* k = Kapazität je Partition
* n = Anzahl der Partitionen
</blockquote>


=RAID-Zustände=
== Reservelaufwerke ==
; RAID unterstützt Reservelaufwerke (Hotspares)
Partitionen, die beim Ausfall eines Laufwerks innerhalb des RAID-Verbundes durch das Reservelaufwerk automatisch ersetzt werden


*Ein RAID kann sich in unterschiedlichen Zuständen befinden, die seinen Status zusammenfassen:
== RAID-Zustände ==
Ein RAID kann sich in unterschiedlichen Zuständen befinden, die seinen Status zusammenfassen


{|class="wikitable"
{|class="wikitable options"
|+ RAID-Zustände im Überblick
! Zustand !! Beschreibung
| Zustand || Beschreibung
|-
|-
| '''Clean'''|| Bezeichnet den Normalzustand. Es liegt kein Fehler vor und alle Prüf- und Initialisierungsaufgaben sind abgeschlossen.
| Clean || Bezeichnet den Normalzustand. Es liegt kein Fehler vor und alle Prüf- und Initialisierungsaufgaben sind abgeschlossen
|-
|-
| '''Degraded'''|| Es liegt ein Ausfall vor. Je nach RAID-Level kann dieser durch Austausch einer Datenträger mit einem anschließenden Rebuild behoben werden um das RAID wieder in den Clean-Zustand zu versetzen.
| Degraded || Es liegt ein Ausfall vor. Je nach RAID-Level kann dieser durch Austausch einer Datenträger mit einem anschließenden Rebuild behoben werden um das RAID wieder in den Clean-Zustand zu versetzen
|-
|-
| '''Resync'''|| Bei einem Resync werden je nach RAID-Level Sicherungsinformation, z.B. Paritäten, geprüft und ggf. neu erstellt. Ein neu angelegtes RAID befindet sich in der Regel in diesem Zustand. Auch während eines Resync sind die Daten auf dem RAID bereits vor einem Ausfall gesichert. Die volle Lese- und Schreibgeschwindigkeit kann jedoch erst nach Abschluss des Resync erreicht werden.
| Resync || Bei einem Resync werden je nach RAID-Level Sicherungsinformation, beispielsweise  Paritäten, geprüft und ggf. neu erstellt. Ein neu angelegtes RAID befindet sich in der Regel in diesem Zustand. Auch während eines Resync sind die Daten auf dem RAID bereits vor einem Ausfall gesichert. Die volle Lese- und Schreibgeschwindigkeit kann jedoch erst nach Abschluss des Resync erreicht werden
|-
|-
| '''Rebuild'''|| Bei einem Rebuild "erholt" sich das RAID von einem Ausfall. Die verlorenen Daten werden aus den Sicherungsinformationen wiederhergestellt und damit das Austauschlaufwerk gefüllt. Ein weiterer Ausfall eines Laufwerks während eines Rebuilds wird in der Regel zu Datenverlust führen.
| Rebuild || Bei einem Rebuild "erholt" sich das RAID von einem Ausfall. Die verlorenen Daten werden aus den Sicherungsinformationen wiederhergestellt und damit das Austauschlaufwerk gefüllt. Ein weiterer Ausfall eines Laufwerks während eines Rebuilds wird in der Regel zu Datenverlust führen
|}
|}


*'''Resync''' und '''Rebuild''' können je nach Größe und Art des RAIDs mehrere Stunden bis Tage in Anspruch nehmen.
Resync und Rebuild können je nach Größe und Art des RAIDs mehrere Stunden bis Tage in Anspruch nehmen
 
<noinclude>
 
== Software/Hardware-RAID ==
; Pro Software-RAID
Software-RAIDs gibt es als Open-Source-Software
* Bei Defekt des Betriebssystems, kann das RAID mit einer neuen Installation des gleichen Betriebssystems wieder eingelesen werden
* Bei Software-RAIDs auf BIOS-Ebene (Host-RAID-Systemen) ist das nicht immer so
 
; Contra Software-RAID
Benutzt den Prozessor und verbraucht Ressourcen
* Bei einem RAID, das auf dem Betriebssystem (OS) eingerichtet wurde, profitiert das OS selber nicht vom RAID
 
; Pro Hardware-RAID
* Entlastung der Host-CPU.Alle Berechnungen werden vom RAID-Controller gemacht
* Steht schon beim Booten zur Verfügung
** Das OS profitiert vom RAID
* Unterstützt eine Vielzahl von Betriebssystemen
 
; Contra Hardware-RAID
* Bei RAID-Controller-Defekt - kann kein baugleiches Modell aufgetrieben werden, wird das RAID zum Datengrab
* Zusätzliche Kosten für einen RAID-Controller (kein Fake-RAID)
 
; Fake-RAIDs
<blockquote>
''' können nur eine begrenzte Anzahl von RAID-Leveln, häufig nur RAID-Level 0 und 1
Um die Controller/Karten so billig wie möglich zu halten, überlassen die Hersteller die RAID-Logik der CPU
=> Benutzt also den Prozessor und verbraucht Ressourcen
</blockquote>
 
 
[[Kategorie:Linux/RAID]]


= Links =
== Anhang ==
== Intern ==
=== Siehe auch ===
# [[Linux/Software-RAID]]
{{Special:PrefixIndex/{{BASEPAGENAME}}/}}
# [[Linux/Software-RAID:Vorbereitung]]
{{Special:PrefixIndex/Linux/RAID}}
# [[Linux/Software-RAID:Anlegen]]
# [[Linux/Software-RAID:Wartung]]
# [[Linux/Software-RAID:Fehlerbehebung]]
# [[Linux/Software-RAID:Aufgaben]]


== Weblinks ==
=== Links ===
==== Weblinks ====
# https://de.wikipedia.org/wiki/RAID
# https://de.wikipedia.org/wiki/RAID
# https://www.storage-insider.de/was-ist-raid-alles-ueber-level-1-bis-5-und-mehr-a-517806/
# https://www.storage-insider.de/was-ist-raid-alles-ueber-level-1-bis-5-und-mehr-a-517806/
# https://www.globalsystem.ch/ratgeber/raid-systeme-erklaert/
# https://www.globalsystem.ch/ratgeber/raid-systeme-erklaert/
# https://www.tecchannel.de/a/raid-im-ueberblick-grundlagen-raid-0-bis-7,401665
# https://www.tecchannel.de/a/raid-im-ueberblick-grundlagen-raid-0-bis-7,401665
{{DEFAULTSORT:RAID}}
{{DISPLAYTITLE:RAID}}


[[Kategorie:RAID]]
[[Kategorie:RAID]]
</noinclude>

Aktuelle Version vom 28. April 2025, 10:46 Uhr

RAID - Redundant Array of Independent Disks

Beschreibung

Datenträger zu logischen Laufwerken zusammenschließen

Ziele
Ziel Beschreibung
Höhere Verfügbarkeit
Höhere Geschwindigkeit
Software-RAID

Zusammenwirken der Datenträger wird vom Betriebssystem organisiert

RAID ist keine Datensicherung

Schützt ausschließlich vor Datenträgerausfälle

RAID-Level

RAID-Level mind. Partitionen Vorteil Speicherplatz Bemerkung
0 2
  • Geschwindigkeit (Lesen & Schreiben)
  • Plattenplatz
 k*n
  • Keine Partition darf ausfallen
  • Reißverschlussverfahren
1 2
  • Ausfallsicherheit
  • Geschwindigkeit (Lesen)
 k
  • Alle bis auf eine Partition dürfen ausfallen
  • Spiegelung
5 3
  • Plattenplatz
  • Einfache Ausfallsicherheit
  • Geschwindigkeit (Lesen)
 k*(n-1)
  • Eine Partition darf ausfallen
  • Striping & Parität
6 4
  • Plattenplatz
  • Doppelte Ausfallsicherheit
  • Geschwindigkeit (Lesen)
 k*(n-2)
  • Zwei Partitionen dürfen ausfallen
  • Striping mit doppelter Parität
10 4
  • Ausfallsicherheit
  • Geschwindigkeit (Lesen & Schreiben)
  • Kombination aus RAID 0 über mehrere RAID 1

Speicherplatz

  • k = Kapazität je Partition
  • n = Anzahl der Partitionen

Reservelaufwerke

RAID unterstützt Reservelaufwerke (Hotspares)

Partitionen, die beim Ausfall eines Laufwerks innerhalb des RAID-Verbundes durch das Reservelaufwerk automatisch ersetzt werden

RAID-Zustände

Ein RAID kann sich in unterschiedlichen Zuständen befinden, die seinen Status zusammenfassen

Zustand Beschreibung
Clean Bezeichnet den Normalzustand. Es liegt kein Fehler vor und alle Prüf- und Initialisierungsaufgaben sind abgeschlossen
Degraded Es liegt ein Ausfall vor. Je nach RAID-Level kann dieser durch Austausch einer Datenträger mit einem anschließenden Rebuild behoben werden um das RAID wieder in den Clean-Zustand zu versetzen
Resync Bei einem Resync werden je nach RAID-Level Sicherungsinformation, beispielsweise Paritäten, geprüft und ggf. neu erstellt. Ein neu angelegtes RAID befindet sich in der Regel in diesem Zustand. Auch während eines Resync sind die Daten auf dem RAID bereits vor einem Ausfall gesichert. Die volle Lese- und Schreibgeschwindigkeit kann jedoch erst nach Abschluss des Resync erreicht werden
Rebuild Bei einem Rebuild "erholt" sich das RAID von einem Ausfall. Die verlorenen Daten werden aus den Sicherungsinformationen wiederhergestellt und damit das Austauschlaufwerk gefüllt. Ein weiterer Ausfall eines Laufwerks während eines Rebuilds wird in der Regel zu Datenverlust führen

Resync und Rebuild können je nach Größe und Art des RAIDs mehrere Stunden bis Tage in Anspruch nehmen


Software/Hardware-RAID

Pro Software-RAID

Software-RAIDs gibt es als Open-Source-Software

  • Bei Defekt des Betriebssystems, kann das RAID mit einer neuen Installation des gleichen Betriebssystems wieder eingelesen werden
  • Bei Software-RAIDs auf BIOS-Ebene (Host-RAID-Systemen) ist das nicht immer so
Contra Software-RAID

Benutzt den Prozessor und verbraucht Ressourcen

  • Bei einem RAID, das auf dem Betriebssystem (OS) eingerichtet wurde, profitiert das OS selber nicht vom RAID
Pro Hardware-RAID
  • Entlastung der Host-CPU.Alle Berechnungen werden vom RAID-Controller gemacht
  • Steht schon beim Booten zur Verfügung
    • Das OS profitiert vom RAID
  • Unterstützt eine Vielzahl von Betriebssystemen
Contra Hardware-RAID
  • Bei RAID-Controller-Defekt - kann kein baugleiches Modell aufgetrieben werden, wird das RAID zum Datengrab
  • Zusätzliche Kosten für einen RAID-Controller (kein Fake-RAID)
Fake-RAIDs

können nur eine begrenzte Anzahl von RAID-Leveln, häufig nur RAID-Level 0 und 1 Um die Controller/Karten so billig wie möglich zu halten, überlassen die Hersteller die RAID-Logik der CPU => Benutzt also den Prozessor und verbraucht Ressourcen

Anhang

Siehe auch

Links

Weblinks

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/RAID
  2. https://www.storage-insider.de/was-ist-raid-alles-ueber-level-1-bis-5-und-mehr-a-517806/
  3. https://www.globalsystem.ch/ratgeber/raid-systeme-erklaert/
  4. https://www.tecchannel.de/a/raid-im-ueberblick-grundlagen-raid-0-bis-7,401665


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