Go to Top

Storage Board: Was ist RAID? [video]

Video Transkript

Hallo. Ich bin Mikey von Kroll Ontrack Datenrettung und Willkommen zum Storage Board!

In dieser Episode schauen wir uns RAID-Systeme an. Was sie sind und wie sie funktionieren. Aber bevor wir fortfahren, wollen wir zunächst definieren wofür genau RAID steht.

Definition eines RAID

RAID steht für ein Redundant Array of Independent Disks und es ist eine Methode der Datenspeicherung, bei der Sie Daten über mehrere Festplatten verteilen oder verbreiten können, mit dem Ziel, Leistung und Zuverlässigkeit zu steigern.

So ist es keine Überraschung, dass Unternehmen die Hauptnutzer von RAID-Systemen sind, aufgrund der Steigerung der Zuverlässigkeit. Es ist ein Konzept das bereits seit 30 Jahren vorhanden ist und man muss kein Unternehmen sein, um es zu nutzen – es kann auch von einer Einzelperson genutzt werden, die vielleicht in der Videobearbeitung oder Musikproduktion arbeitet. Es wird nicht nur verwendet, um Leistung und Zuverlässigkeit eines einzigen Laufwerks zu erhöhen, sondern auch um die Volumengrößen zu erhöhen, weshalb es von Unternehmen so sehr geschätzt wird.

 

Hardware versus Software RAID

RAID system diagram

Es gibt zwei Möglichkeiten, Ihr RAID-System einzurichten: Erstens gibt es ein Hardware-Setup; hierbei ist dein Host-Computer (oder ein Server) und  ein dazwischengeschalteter RAID-Controller beteiligt, der wiederum das angeschlossene RAID-System selbst steuert. In einem Hardware-Setup ist der RAID-Controller für alles verantwortlich, was mit RAID zu tun hat. Das Lesen und Schreiben von Daten, plus wo es gespeichert ist / auf welche Platten geschrieben wird. Das Host-Betriebssystem hat keine Kenntnis davon, dass es mehrere Laufwerke innerhalb des RAID-Systems gibt und sieht alles als eine logische Einheit. In einem Software-RAID-Array ist es etwas anders: Der RAID-Controller ist in dem Betriebssystem eingebunden, was zu einer geringen Leistungsabnahme führt, da das Betriebssystem dann mehrere Sachen gleichzeitig macht (da es eben keinen separaten Hardware-RAID-Controller gibt).

Bevor wir auf die RAID-Level eingehen und wie genau sie in der Praxis arbeiten, werden wir einen Blick auf einige wichtige Begriffe werfen, um herauszufinden, was diese RAID-Systeme genau ausmacht.

 

Schlüsselbegriffe

RAID key terms

Zuerst gibt es die ‚Parität‘. Parität ist ein sehr wichtiges Konzept innerhalb von RAID – es ist eine Möglichkeit, Daten über mehrere Laufwerke zu verteilen, um bei der Lastverteilung und der Wiederherstellung von Daten zu helfen, wenn etwas schief gehen sollte.

Als nächstes haben wir ‚Redundanz‘, die in einem Informatik-Sinne die Duplizierung von kritischen Komponenten bedeutet, also wenn es zu einem Ausfall kommen würde, dann geht nicht das ganze System den Bach hinunter. Bei RAID-Systemen sind diese Komponenten die Festplatten. In Kürze werden wir darauf nochmal detaillierter eingehen.

Die beiden anderen Schlüsselkonzepte im RAID sind „Spiegeln/mirroring“ und „Streifen/striping“. Spiegeln ist genau das was der Name schon sagt: Es spiegelt Daten von einem Laufwerk auf ein anderes, das die exakt gleichen Informationen repliziert, so dass es wiederhergestellt werden kann, wenn etwas schief gehen würde.

Dann haben wir das Striping, das bedeutet, wenn Daten sequentiell über mehrere Festplatten geschrieben werden und wir werden gleich herausfinden, wie das bei einem ‚RAID 0‘ Setup funktioniert.

Bevor wir damit anfangen, sollten wir erwähnen, dass es viele unterschiedliche  RAID-Level gibt! Für dieses Video haben wir gerade einmal vier ausgewählt, wenn Sie für ein Unternehmen mit maßgeschneiderten Anwendungen oder Datenbanken arbeiten, sollten Sie ihr eigenes RAID-Level erstellen, je nachdem was genau Ihren Anforderungen sind. Die Level gehen von RAID 0 bis hin zu RAID 61 und noch darüber hinaus, aber es gibt auch noch viele andere verschachtelte oder maßgeschneiderte RAID-Level. Die, die wir uns jetzt anschauen, sind die grundlegendsten vier Level.

 

RAID 0

RAID 0 system

Bei einem RAID 0-Setup muss es mindestens zwei Laufwerke geben und es nutzt das Konzept des Striping. Wie Sie sehen können, sind die Daten über die beiden Festplatten gestreift, was in Bezug auf die Lese- / Schreibleistung über eine einzige Platte fantastisch ist. Aber es ist nicht toll in Bezug auf die Redundanz. Das ist deshalb so, weil wenn eine dieser Laufwerke ausfallen würde (z.B. Laufwerk 1 in diesem Fall), dass diese Daten nicht irgendwo anders repliziert werden, was dazu führt, dass man Kopfschmerzen bekommen wird, da es nichts gibt von wo man die sie wiederherstellen kann!

RAID 1

RAID 1 system

RAID 1 ist unser nächstes Level, dass das Konzept der Spiegelung nutzt, das wir bereits gesehen haben. Wieder gibt es zwei Laufwerke bei diesem Setup und es spiegelt die Daten vom ersten Laufwerk auf das zweite Laufwerk. Dies bedeutet, dass, wenn das Laufwerk 1 in dieser RAID-Konfiguration ausfallen würde, Sie die Daten ohne Probleme wiederherstellen können (da sich die gleichen Daten auf Laufwerk 2 befinden). Es fügt also Redundanz und Datensicherheit hinzu, und es ist die niedrigste Form der Redundanz, die innerhalb des RAID-Konzeptes verfügbar ist.

RAID 5RAID 5 system

Wenden wir uns jetzt den komplexeren Levels zu und werfen einen Blick auf RAID 5. Dieses Level führt das Konzept der Parität ein – die Verteilung von Daten über mehrere Laufwerke hinweg, um dadurch die Wiederherstellung zu unterstützen. Hier können Sie sehen, dass wir in diesem System vier Festplatten haben (RAID 5 benötigt mindestens drei Laufwerke) und zudem, dass die Parität rot hervorgehoben wird. Wenn ein Laufwerk ausfallen würde – sagen wir das Laufwerk 4 – können die Daten mit der Parität von den anderen Laufwerken wiederhergestellt werden (die Parität in diesem RAID 5 nimmt den gesamten Platz eines Laufwerks ein und kann daher so einen Laufwerksfehler tolerieren).

Mit RAID 5 kann man einen Schritt weiter gehen und ein fünftes Laufwerk als sogenanntes ‚Hot Spare‘ konfigurieren. Dies ist ein ungenutztes Laufwerk, das innerhalb des Systems sitzt, ohne dass Daten darauf geschrieben werden, aber wenn ein Laufwerk ausfällt – nehmen wir wieder das Laufwerk 4 – dann würde das Hot-Spare (Laufwerk 5) an die Stelle der Disk 4 treten und durch die Parität auf den anderen Platten wurde diese beschrieben werden. Keine Daten gehen so verloren. Was Sie dann tun können, ist, das ausgefallene Laufwerk herauszunehmen und ein neues in das Array einzufügen, das dann das neue heiße Ersatzteil /Hot Spare Platte wird. Es ist eine weitere gute Möglichkeit, Redundanz hinzuzufügen, um Datenverlust zu vermeiden.

 

RAID 6

RAID 6 system

Schließlich haben wir RAID 6, das den Begriff der Parität einen Schritt weiter ausbaut, was auch als sogenanntes „Dual Parity“ bekannt ist. Sie können hier im RAID 6-Array sehen, dass wir fünf Laufwerke haben (RAID 6 benötigt mindestens vier Laufwerke) und man kann auch sehen, dass die doppelte Parität über sie alle verteilt ist und dabei den Platz von insgesamt zwei Laufwerken aufnehmen kann. Dies ermöglicht es, dass zwei Laufwerke innerhalb des Arrays ausfallen können, bevor es ein Problem gibt, die Daten wieder zu bekommen! Dies fügt ein gewisses Maß an Zuverlässigkeit und Datensicherheit hinzu, so dass, wenn zwei Laufwerke ausfallen, mit der Dual-Parität über die anderen Laufwerke Sie die Daten in diesem Array wieder neu erstellen können.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass Redundanz und Parität nicht das gleiche wie Backups sind; Denken Sie immer daran, separate Backups Ihres RAID-Systems zu erstellen und vorrätig zu haben.

Hiermit endet unser Video zu „RAID zusammengefasst“ – Ich hoffe sie fanden es nützlich und wenn Sie weitere Informationen wünschen, wenden Sie sich jederzeit über das Internet an Ihre lokales Kroll Ontrack Niederlassung. Vielen Dank für das Zuschauen!

 

Bildnachweis: www.pexels.com/CC0 Lizenz