RAID

RAID - Redundant Array of Independent Disks

Beschreibung

Datenträger zu logischen Laufwerken zusammenschließen

Ziele

Ziel	Beschreibung
Höhere Geschwindigkeit
Höhere Verfügbarkeit

Software-RAID

Von Software-RAID spricht man, wenn das Zusammenwirken der Datenträger komplett softwareseitig organisiert wird

Im Allgemeinen ergibt es nur Sinn, Partitionen gleicher Größe zu verwenden, die auf unterschiedlichen Datenträger angelegt sind

RAID und Backup

Ein RAID ersetzt keine Datensicherung

Ein RAID schützt ausschließlich vor Datenverlust durch Datenträgerausfälle

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 jedes Mal 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, sodass 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

Bei der Angabe des Speicherplatzes im RAID bezeichnet k die Kapazität je Partition und n die Anzahl der verwendeten Partitionen

Typ	mind. Partitionen	Speicherplatz	Vorteil	Bemerkung
0	2	k*n	Geschwindigkeit (Lesen & Schreiben), Plattenplatz	Keine Partition darf ausfallen - Reißverschlussverfahren
1	2	k	Ausfallsicherheit, Geschwindigkeit (Lesen)	Alle bis auf eine Partition dürfen ausfallen - Spiegelung
5	3	k*(n-1)	Plattenplatz, Ausfallsicherheit, Geschwindigkeit (Lesen)	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
10	4		Sicherheit und gesteigerte Schreib-/Lesegeschwindigkeit.	Kombination aus RAID 0 über mehrere RAID 1

RAID unterstützt auch unbenutzte Reservelaufwerke, sog. Hotspares

Dabei werden vorab Partitionen bekannt gegeben, 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, 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
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 oft noch 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

RAID/arry

Links

Weblinks