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Wie funktioniert ein RAID Array? (Teil 2)

Im ersten Teil dieses Artikels haben wir die Grundlagen von RAID und die wichtigsten RAID-Begriffe erklärt. Jetzt steigen wir noch tiefer in das Thema ein:

RAID-Storage-Level

Jetzt wo wir die Schlüsselbegriffe besprochen haben, werden wir Ihnen drei Schlüsselkonzepte von RAID näherbringen:

Spiegelung, das Kopieren von Daten auf mehr als einer Festplatte; Striping, die Aufspaltung von Daten über mehr als einer Platte; Fehlerkorrektur, wo redundante Daten gespeichert werden, damit Probleme erkannt und möglicherweise gelöst werden (auch als Fehlertoleranz bekannt). Verschiedene RAID-Setups verwenden eine oder mehrere dieser Techniken, abhängig von den Systemanforderungen.

Standard-RAID-Konfigurationen wie diese werden als Level bezeichnet. Es gab ursprünglich fünf Level, aber viele weitere Variationen wurden entwickelt, insbesondere mehrere verschachtelte Level und viele Nicht-Standard-Level (meist proprietär). Wir haben bereits gesehen, wie sich die RAID-Level von RAID 0 den ganzen Weg bis hin zu RAID 51 (und darüber hinaus) weiter entwickelt haben. Die verschiedenen Level haben verschiedene Arten von Redundanz und eine Abwägung muss in der Regel zwischen der Fehlertoleranz und der Leistung, in Abhängigkeit von der Anwendung, vorgenommen werden. Einige grundlegende RAID-Level umfassen:

RAID 0 – Wird oft auch als „Striping“ bezeichnet und ist das grundlegendste RAID-Level. Bietet keine Redundanz, dafür aber eine ausgezeichnete Leistung. Die Daten werden über mindestens zwei Festplatten verteilt und mit jeder hinzugefügten Platte, werden die Lese- / Schreibleistung und die Speicherkapazität jeder einzelnen Platte erhöht.

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RAID 1 – Dieses Level wird auch als „Spiegelung“ (Mirroring) bezeichnet, bei dem – wie der Name schon andeutet – die gleichen Daten über zwei Festplatten gespiegelt werden – und bietet damit die geringste Redundanz-Ebene der RAID-Level. Dieses Level bietet eine doppelte Lesegeschwindigkeit, aber keine Erhöhung der Schreibgeschwindigkeit. Gespeicherte Daten sind immer zugänglich, solange eine Platte noch funktioniert.

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RAID 5 –  Dies ist eine gängige Konfiguration, die einen angemessenen Kompromiss zwischen Sicherheit und Leistung bietet. Sie erfordert mindestens drei Festplatten und bietet eine Steigerung der Lesegeschwindigkeit, aber keine bei der Schreibleistung. RAID 5 führt die Parität in das gesamte Array ein, das dabei den kompletten Platz einer Festplatte nutzt. Dieses Level kann einen Festplattenausfall somit tolerieren.

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RAID 6 – Dieses Level treibt das Konzept von RAID 5 noch weiter: Mindestens vier Festplatten werden benötigt und eine Doppel-Parität (dual-parity) wird eingeführt, was bedeutet, dass Daten wiederhergestellt werden können, selbst wenn zwei Festplatten innerhalb des RAID-Arrays ausfallen.

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Moderne RAID-Arrays

Heutzutage gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, mehr aus Ihrem RAID-System herauszuholen. Jedoch ist es aufgrund der sehr komplizierten und technischen Natur moderner RAID Arrays nicht ungewöhnlich, dass es zu Störungen kommt (schließlich werden sie zusammen mit anderen komplexen Systemen und Technologien zur Effizienzsteigerung und um Kostenvorteile  zu erreichen genutzt, wie z.B. die Virtualisierung). Wenn das geschieht, kann das bei der Vernetzung mehrerer Systeme möglicherweise zu erheblichen Datenverlusten führen, die letztlich Unternehmen Millionen durch die Ausfallzeiten kosten können.

Moderne RAID-Arrays können auch verschiedene Dateisysteme wie BTRFS oder ZFS auf der Hardware-Ebene zusammen mit NTFS oder HFS mittels Virtualisierung zur Applikations-Unterstützung drübergelegt, zu nutzen.

Herausforderungen für die Datenrettung

RAID Arrays sind sehr komplex. Und Enterprise-RAID-Architekturen werden vor allem für geschäftskritische Anwendungen verwendet, bei denen es um die Verfügbarkeit und die Effizienz als wichtigste Faktoren geht. Innerhalb dieser RAIDs werden noch weitere Technologien wie Virtualisierung, Datenbankanwendungen oder E-Mail-Dienste verwendet, die im Falle eines Datenverlusts aufgrund eines Ausfalls des RAIDs ein Katastrophenszenario darstellen. Datenwiederherstellungs-Spezialisten müssen dann den „Kampf“ an mehreren Fronten aufnehmen: Das RAID-Dateisystem zu rekonstruieren und die eigentlichen Dateien wiederherstellen, die – und das kann es zu einer Herausforderungen werden lassen – virtualisiert sind oder eine andere moderne und hochkomplizierte Technik nutzen.

Seien Sie vorbereitet

Leider können (und werden) Festplatten irgendwann in ihrem Leben ausfallen. Wenn dies geschieht, wenn einzelne Laufwerke ausfallen (vorausgesetzt, es ist ein RAID 1 oder höher) kann das fehlerhafte Laufwerk durch ein neues ersetzt werden und die Data Storage Map ohne einen Datenverlust wiederaufgebaut werden. Wenn allerdings bei einem Laufwerksausfall die Redundanz-Kapazität überschritten wird, sollten Sie um Ihre Daten wiederherzustellen einen Datenrettungsspezialisten konsultieren. Es ist zwingend notwendig sicherzustellen, dass Ihr gewählter Anbieter die Tools und das Know-how hat, Daten bei jeder Konfiguration oder Datenverlust-Situation wiederherstellen zu können. Sie sollten auch prüfen, ob der Anbieter direkte Partnerschaften mit Storage-Herstellern hat und über eigene Entwicklungsfähigkeiten zur Erstellung maßgeschneiderter  Lösung bei der spezifischen Konfiguration hat.

Möchten Sie weitere Informationen darüber, wie Ihr RAID funktioniert? Hören Sie sich auch unseren englischsprachigen Podcast an, wo wir einen unserer Datenrettungs-Experten über die Gebote und Verbote bei der Verwendung von RAID-Systemen interviewen.

Bildnachweis: Paul-Georg Meister/ pixelio.de