Raid Levels erklärt

Wenn Sie sich jemals mit dem Kauf eines NAS-Geräts oder -Servers befasst haben, insbesondere für kleine Unternehmen, ist der Begriff "RAID" zweifelsohne aufgetaucht. RAID steht für Redundant Array of Inexpensive (oder manchmal "Independent") Disks. Im Allgemeinen verwendet ein RAID-fähiges System zwei oder mehr Festplatten, um die Leistung zu verbessern oder eine gewisse Fehlertoleranz für einen Computer bereitzustellen - normalerweise einen NAS oder einen Server. Fehlertoleranz bedeutet einfach, ein Sicherheitsnetz für ausgefallene Hardware bereitzustellen, indem sichergestellt wird, dass die Maschine mit der ausgefallenen Komponente, normalerweise eine Festplatte, noch funktionieren kann. Fehlertoleranz verringert Produktivitätsunterbrechungen und verringert das Risiko von Datenverlusten.

Die Art und Weise, wie Sie diese Fehlertoleranz konfigurieren, hängt von der von Ihnen eingerichteten RAID-Stufe ab. Die RAID-Level hängen davon ab, wie viele Festplatten sich in einem Speichergerät befinden, wie kritisch Laufwerks-Failover und Wiederherstellung für Ihre Datenanforderungen sind und wie wichtig es ist, die Leistung zu maximieren. In der Regel ist es für ein Unternehmen dringender, die Daten bei einem Hardwareausfall intakt zu halten, als dies beispielsweise für einen Heimanwender der Fall ist. Unterschiedliche RAID-Level stellen unterschiedliche Konfigurationen dar, um ein unterschiedliches Gleichgewicht zwischen Leistungsoptimierung und Datenschutz zu erreichen.

RAID-Übersicht

RAID wird traditionell in Unternehmen und Organisationen implementiert, in denen Festplattenfehlertoleranz und optimierte Leistung ein Muss und kein Luxus sind. Server und NAS in Business-Rechenzentren verfügen normalerweise über einen RAID-Controller - eine Hardware, die das Array von Festplatten steuert. Diese Systeme verfügen je nach RAID-Konfiguration über mehrere SSD- oder SATA-Laufwerke. Aufgrund des erhöhten Speicherbedarfs von Verbrauchern unterstützen NAS-Heimgeräte auch RAID. NAS für Privatanwender, Prosumer und kleine Unternehmen werden zunehmend mit zwei oder mehr Festplattenschächten ausgeliefert, sodass Benutzer die Leistung von RAID genau wie Unternehmen nutzen können.

Software-RAID bedeutet, dass Sie RAID einrichten können, ohne einen dedizierten Hardware-RAID-Controller zu benötigen. Die RAID-Fähigkeit ist dem Betriebssystem inhärent. Die Storage Spaces-Funktion von Windows 8 und Windows 7 (Pro und Ultimate Edition) bieten integrierte RAID-Unterstützung. Sie können eine einzelne Festplatte mit zwei Partitionen einrichten: eine zum Booten und die andere zum Speichern von Daten, wobei die Datenpartition gespiegelt wird.

Dieser RAID-Typ ist auch in anderen Betriebssystemen verfügbar, einschließlich OS X Server, Linux und Windows Server. Da diese Art von RAID bereits im Betriebssystem enthalten ist, ist der Preis unschlagbar. Software-RAID kann auch virtuelle RAID-Lösungen umfassen, die von Anbietern wie Dot Hill angeboten werden, um leistungsstarke hostbasierte virtuelle RAID-Adapter bereitzustellen. Dies ist jedoch eine speziell auf Unternehmensnetzwerke zugeschnittene Lösung.

Welches RAID passt zu mir?

Wie bereits erwähnt, gibt es mehrere RAID-Ebenen. Welche Sie auswählen, hängt davon ab, ob Sie RAID für die Leistung oder die Fehlertoleranz (oder für beide) verwenden. Es ist auch wichtig, ob Sie über Hardware- oder Software-RAID verfügen, da Software weniger Ebenen als hardwarebasiertes RAID unterstützt. Bei Hardware-RAID ist auch der Typ des Controllers von Bedeutung. Verschiedene Controller unterstützen unterschiedliche RAID-Level und bestimmen auch, welche Arten von Festplatten Sie in einem Array verwenden können: SAS, SATA oder SSD.

Hier ist der Überblick über beliebte RAID-Level:

• RAID 0 wird verwendet, um die Leistung eines Servers zu steigern. Es ist auch als "Disk Striping" bekannt. Bei RAID 0 werden Daten auf mehrere Festplatten geschrieben. Dies bedeutet, dass die Arbeit, die der Computer ausführt, nicht nur von einem, sondern von mehreren Datenträgern ausgeführt wird, wodurch die Leistung gesteigert wird, da mehrere Laufwerke Daten lesen und schreiben und die Datenträger-E / A verbessern. Es sind mindestens zwei Festplatten erforderlich. Sowohl Software- als auch Hardware-RAID unterstützen RAID 0, wie auch die meisten Controller. Der Nachteil ist, dass es keine Fehlertoleranz gibt. Wenn eine Festplatte ausfällt, wirkt sich dies auf das gesamte Array aus, und die Wahrscheinlichkeit eines Datenverlusts oder einer Beschädigung steigt.

• RAID 1 ist eine Fehlertoleranzkonfiguration, die als "Plattenspiegelung" bezeichnet wird. Mit RAID 1 werden Daten nahtlos und gleichzeitig von einer Festplatte auf eine andere kopiert, wodurch eine Replik oder ein Spiegel erstellt wird. Wenn eine Scheibe brät, kann die andere weiterarbeiten. Es ist der einfachste Weg, Fehlertoleranz zu implementieren, und es ist relativ kostengünstig.

Der Nachteil ist, dass RAID 1 die Leistung leicht beeinträchtigt. RAID 1 kann entweder über Software oder Hardware implementiert werden. Für RAID 1-Hardwareimplementierungen sind mindestens zwei Festplatten erforderlich. Mit Software-RAID 1 können anstelle von zwei physischen Datenträgern Daten zwischen Volumes auf einem einzelnen Datenträger gespiegelt werden. Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, dass RAID 1 die gesamte Festplattenkapazität halbiert: Wenn ein Server mit zwei 1-TB-Laufwerken mit RAID 1 konfiguriert ist, beträgt die Gesamtspeicherkapazität 1 TB, nicht 2 TB.

• RAID 5 ist bei weitem die am häufigsten verwendete RAID-Konfiguration für Unternehmensserver und NAS-Geräte. Diese RAID-Stufe bietet eine bessere Leistung als Spiegelung und Fehlertoleranz. Bei RAID 5 werden Daten und Parität (zusätzliche Daten, die für die Wiederherstellung verwendet werden) auf drei oder mehr Festplatten verteilt. Wenn auf einer Festplatte ein Fehler auftritt oder ein Fehler auftritt, werden Daten aus diesem verteilten Daten- und Paritätsblock nahtlos und automatisch neu erstellt. Im Wesentlichen ist das System auch dann noch betriebsbereit, wenn eine Festplatte in den Eimer tritt und Sie das ausgefallene Laufwerk ersetzen können. Ein weiterer Vorteil von RAID 5 besteht darin, dass viele NAS- und Serverlaufwerke im laufenden Betrieb ausgetauscht werden können. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall eines Laufwerks im Array das Laufwerk durch ein neues Laufwerk ersetzt werden kann, ohne dass der Server oder der NAS heruntergefahren werden muss um Benutzer zu unterbrechen, die möglicherweise auf den Server oder das NAS zugreifen. Dies ist eine großartige Lösung für die Fehlertoleranz, da die Daten bei einem Ausfall der Laufwerke (und letztendlich auch bei einem Ausfall) auf neue Datenträger wiederhergestellt werden können, wenn fehlerhafte Datenträger ersetzt werden. Der Nachteil von RAID 5 ist, dass die Leistung von Servern beeinträchtigt wird, die viele Schreibvorgänge ausführen. Beispielsweise kann es bei RAID 5 auf einem Server mit einer Datenbank, auf die viele Mitarbeiter an einem Arbeitstag zugreifen, zu einer spürbaren Verzögerung kommen.

• RAID 6 wird auch häufig in Unternehmen verwendet. Es ist identisch mit RAID 5, mit der Ausnahme, dass es eine noch robustere Lösung ist, da es einen Paritätsblock mehr als RAID 5 verwendet. Sie können zwei Festplatten ausfallen lassen und dennoch ein System betriebsbereit haben.

• RAID 10 ist eine Kombination aus RAID 1 und 0 und wird häufig als RAID 1 + 0 bezeichnet. Es kombiniert die Spiegelung von RAID 1 mit dem Striping von RAID 0. Es ist der RAID-Level, der die beste Leistung bietet, aber es ist auch kostspielig und erfordert mindestens vier Festplatten, die doppelt so viele Festplatten wie andere RAID-Level erfordern. Dies ist der RAID-Level, der sich ideal für stark ausgelastete Datenbankserver oder für alle Server eignet, die viele Schreibvorgänge ausführen. RAID 10 kann als Hardware oder Software implementiert werden. Es besteht jedoch allgemein Einigkeit darüber, dass viele der Leistungsvorteile verloren gehen, wenn Sie Software-RAID 10 verwenden.

Andere RAID-Levels Es gibt andere RAID-Levels: 2, 3, 4, 7, 0 + 1… aber es handelt sich tatsächlich um Varianten der bereits erwähnten Haupt-RAID-Konfigurationen, die für bestimmte Fälle verwendet werden. Hier sind einige kurze Beschreibungen von jedem:

• RAID 2 ähnelt RAID 5, aber anstelle von Festplatten-Striping mit Parität wird Striping auf Bit-Ebene durchgeführt. RAID 2 wird selten bereitgestellt, da die Kosten für die Implementierung in der Regel unerschwinglich sind (ein typisches Setup erfordert 10 Festplatten) und bei einigen Festplatten-E / A-Vorgängen eine schlechte Leistung aufweisen.

• RAID 3 ähnelt ebenfalls RAID 5, mit der Ausnahme, dass für diese Lösung ein dediziertes Paritätslaufwerk erforderlich ist. RAID 3 wird nur selten verwendet, außer in den spezialisiertesten Datenbank- oder Verarbeitungsumgebungen, die davon profitieren können.

• RAID 4 ist eine Konfiguration, bei der das Festplatten-Striping auf Byte-Ebene und nicht wie bei RAID 3 auf Bit-Ebene erfolgt.

• RAID 7 ist eine proprietäre RAID-Stufe der inzwischen nicht mehr existierenden Storage Computer Corporation.

• RAID 0 + 1 wird häufig gegen RAID 10 (RAID 1 + 0) ausgetauscht, die beiden sind jedoch nicht identisch. RAID 0 + 1 ist ein gespiegeltes Array mit Segmenten, die RAID 0-Arrays sind. Es ist in bestimmten Infrastrukturen implementiert, die eine hohe Leistung, aber keine hohe Skalierbarkeit erfordern.

Für die meisten kleinen bis mittelständischen Unternehmen reichen RAID 0, 1, 5 und in einigen Fällen 10 für eine gute Fehlertoleranz und Leistung aus. Für die meisten Heimanwender ist RAID 5 möglicherweise zu teuer, die RAID 1-Spiegelung bietet jedoch eine angemessene Fehlertoleranz.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass RAID kein Backup ist und auch keine Backup-Strategie ersetzt - vorzugsweise eine automatisierte. Das Sichern auf ein RAID-Gerät kann durchaus Teil einer solchen Strategie sein. Der Besitz eines RAID-fähigen Geräts, das Sie als primären Server oder Speichergerät verwenden, ist dies nicht. RAID kann eine großartige Möglichkeit zur Optimierung der NAS- und Serverleistung und zur schnellen Wiederherstellung nach einem Hardwarefehler sein, ist jedoch nur ein Teil einer umfassenden Disaster-Recovery-Lösung.