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Raid Levels

Raid 1


Wer ein RAID-System betreiben möchte, der braucht dazu mindestens zwei Festplatten. Von den beteiligten Festplatten wird ein Verbund gebildet und diese werden gemeinsam betrieben. Wer ein RAID-System im Einsatz hat, der kann von verschiedenen Vorteilen profitieren. Ein Vorteil ist die erhöhte Ausfallsicherheit, auch Redundanz genannt. Ebenso kann die Transferrate, also die Leistung, gesteigert werden. Mit einem RAID-System lassen sich große logische Laufwerke aufbauen. Sogar während dem Betrieb lassen sich Festplatten austauschen oder auch die Speicherkapazität erhöhen. Die Kosten lassen sich durch den Einsatz von günstigen Festplatten reduzieren. Mit RAID ist es auch machbar, dass die Leistungsfähigkeit eines Systems erhöht wird.

Wie, die zu einem RAID Verbund gehörenden Festplatten zusammenarbeiten hängt vom eingesetzten RAID-Level ab. Wenn von RAID die Rede ist, so wird auch unterschieden zwischen einem Hardware- und einem Software Raid. Beim Hardware RAID ist es so, dass ein Hardwarebaustein, in den meisten Fällen wird dies ein so genannter Raid Controller sein, das Zusammenwirken der Festplatten organisiert. Dieser Controller wird in unmittelbarer Nähe zu den Festplatten installiert. Auch ein Einbau im Gehäuse ist denkbar. Sehr oft wird der Controller aber zusammen mit den Festplatten in ein externes Gehäuse, das Disk Array, gebaut. In der jüngsten Vergangenheit war es auch so, dass Festplatten-Controller auch in PCs, die für den Heimgebrauch bestimmt sind, eingebaut wurden. Diese bewegten sich dann aber im Niedrigpreis-Sektor. Dieser Festplatten Controller wird sehr oft zusammen mit RAID 0 und auch RAID 1, dem wir uns im Anschluss etwas detaillierter widmen werden, verwendet. Die Logik des RAIDs, beziehungsweise die Organisation der Festplatten wird hier allerdings oft von der CPU übernommen. Als Nachteil ergibt sich bei dieser Art von RAID, dass eine Abhängigkeit vom Controller besteht. Das heißt, wenn der Controller nicht mehr richtig funktioniert, so hat dies auch Auswirkungen auf die angeschlossenen Festplatten.


Raid 1Datensicherheit mit dem Raid 1

Neben dem Hardware RAID existiert auch noch das Software RAID. Diese Form liegt vor, wenn die Festplatten nur von Seiten einer Software organisiert werden. Sehr oft ist in diesem Zusammenhang auch der Begriff Host based RAID zu hören. Ein Software RAID zu bilden ist mit eigentlich allen aktuellen Betriebssystemen möglich. Das schließt Windows- und Linux-Systeme genauso ein, wie auch Mac OS X und Solaris. Beim Software RAID ist es auch so, dass die jeweiligen Festplatten über ganz einfach strukturierte Festplattencontroller oder externe Storages angeschlossen sind. Ein großer Vorteil beim Software RAID ist, dass kein RAID Controller gebraucht wird, was zur Einsparung von Kosten führt. Dies ist so, weil die RAID Software vom Betriebssystem oder eine externe Software genutzt wird. So kann es auch nicht zum Crash kommen, wenn der RAID Controller defekt ist. Die aktuellen Software RAID Systeme interagieren mit den Festplatten so, dass der Inhalt auch ohne extra Software ausgelesen werden kann. Außerdem ist der Festplatten Cache nicht aktiviert. Allerdings wird die CPU, wenn auf die Platten zugegriffen wird enorm belastet. Dies kann sich zum Vor-, aber auch zum Nachteil auswirken. Ein Storage Server hingegen ist fast nie komplett ausgelastet, weshalb auf einem Server dieser Art auch der Betrieb eines Software RAIDs dem Hardware RAID vorzuziehen ist.


Ein sehr bekanntes und vor allem in früheren Jahren wichtiges RAID-Level ist RAID 1. Bei RAID 1 ist es so, dass mindestens zwei Festplatten benötigt werden. Diese beiden Festplatten enthalten dann auch identische Daten. In der englischen Sprache ist auch von mirroring oder duplexing die Rede. Bei RAID 1 ist ein Vorteil die volle Redundanz der Daten. Bei einem Array mit RAID 1 ist die Gesamtspeicherkapazität so groß wie der verfügbare Speicherplatz auf der kleinsten angeschlossenen Festplatte. Wenn von gen gespiegelten Festplatten eine ausfällt, so kann die andere dennoch weiterhin Daten liefern. Vor allem, wenn es um sicherheitskritische Anwendungen geht, die in Echtzeit ablaufen, dann ist auf diese Tatsache kaum zu verzichten. Das RAID Level 1 bietet zudem auch eine sehr hohe Ausfallsicherheit. Mit dem Verlust von allen Daten muss sich der Anwender erst beschäftigen, wenn alle Festplatten des Arrays ausfallen oder defekt sind. Es hat mit der Geschichte von RAID zu tun, dass zwischen dem mirroring und duplexing unterschieden wird. Bei mirroring werden alle Festplatten am gleichen Controller angeschlossen. Der Unterschied ist heute aber nur wichtig aus Sicht von einem Single Point of Failure.

Dabei ist die Kalkulation so, dass ein Festplatten-Controller am seltensten ausfällt hinsichtlich aller am RAID beteiligten Teile. Die Sicherheit bei einem Raid 1 System kann erhöht werden, wenn der Lesezugriff auf mehr als eine Platte erfolgt. So können die übertragenen Daten verglichen werden und wenn diese nicht gleich sind, kann eine Fehlermeldung erscheinen. Der Fehler deutet darauf hin, dass nicht länger gespiegelt wird. Allerdings wird dies nur von weniger RAID Controllern unterstützt und auch die Geschwindigkeit leidet minimal darunter. Auch kann eine Spiegelplatte keinesfalls eine Datensicherung ersetzen. Dies ist so, weil auch falsche Schreiboperationen auf die Spiegelplatte mit übertragen werden. Das ist vor allem dann der Fall, wenn Programm schreiben und ihre Schreibvorgänge nicht abschließen können, beispielsweise bei einem Stromausfall. Ist dies der Fall, so ist nicht nur die Spiegelung unbrauchbar, sondern auch der Datenzustand im Anschluss inkonsistent. Dies kann nur durch Datensicherungen oder auch Transaktions-Logs unterbunden werden.