Fachausdrücke und Konzepte
RAID
Redundant Array of Inexpensive Disks

Ursprünglich sollte durch Verteilung der Daten auf mehrere Laufwerke eine Beschleunigung der Plattenzugriffe erreicht werden (siehe Striping), was jedoch zu einem drastischen Anstieg der Ausfallsrate geführt hat, weil dadurch die Zugriffsmechanismen komplexer wurden und im System zusätzliche Geräte (Plattenlaufwerke) vorhanden waren, die ausfallen konnten. Insbesondere sind ohne zusätzliche Maßnahmen bei Ausfall eines Laufwerks sämtliche Daten verloren, auch jene, die sich auf den nicht defekten Magnetplatten befinden.

Um diese Probleme zu lösen, wurde das Konzept in mehreren Stufen (RAID-1 bis RAID-5) weiterentwickelt, wobei durch Einführung von Redundanz die Gefahr von Datenverlusten beseitigt wurde, was allerdings mit einem höheren Speicherbedarf verbunden ist.

Die von der Universität Berkeley spezifizierten RAID-Stufen (RAID-1 bis RAID-5) verwenden mehrere physikalische Platten, die nach außen als ein einziges Laufwerk erscheinen. Die Daten werden in einer definierten Weise auf die Platten verteilt, wobei durch Redundanz dafür gesorgt wird, dass bei Ausfall einer oder sogar mehrerer Platten alle Daten wiederhergestellt werden können.

Die Industrie nachträglich zwei weitere Stufen (RAID-0 und RAID-6) ergänzt.

RAID-0 verwendet nur Striping zur Verbesserung der Performance, ohne sich um die Gefahr von Datenverlusten zu kümmern.

RAID-1 dagegen sorgt für Sicherheit, indem alle Daten doppelt auf verschiedenen Laufwerken abgespeichert (gespiegelt) werden, was natürlich keine Geschwindigkeitsverbesserungen bringt. Allerdings kann man RAID-1 mit dem Striping von RAID-0 verbinden und auch durch Verteilung der Lesezugriffe auf die vorhandenen Laufwerke die Zugriffe beschleunigen.

Bei RAID-2 und RAID-3 werden die Daten wie bei RAID-0 alternierend auf die Platten verteilt, wobei zusätzlich auf einem eigenen Laufwerk Prüfsummen abgespeichert werden, mit deren Hilfe die Daten bei Ausfall einer Festplatte restauriert werden können. Das Berechnen und Speichern der Prüfsummen bremst die Schreibzugriffe, während die Lesezugriffe wie bei RAID-0 durch Verteilung der Last auf mehrere Laufwerke beschleunigt werden. RAID-2 und RAID-3 unterscheiden sich voneinander nur durch die Form der Prüfsummenberechnung.

Während bei RAID-2 und RAID-3 die Größe der einzeln gespeicherten Datenabschnitte nur ein Bit oder ein Byte groß ist, kann diese Größe bei RAID-4 beliebig sein, was sowohl Vorteile wie auch Nachteile hat, auf die wir hier nicht eingehen. Auch hier werden die Prüfsummen auf einem eigenen Laufwerk abgespeichert, das somit wie bei RAID-2 und RAID-3 nicht zur Speicherung von Daten verwendet werden kann.

RAID-5 verwendet wie RAID-4 beliebig große Datenblöcke, speichert jedoch die Prüfsummen nicht auf einem eigenen Laufwerk ab, sondern verteilt auch sie gleichmäßig über die verfügbaren Festplatten. Das bringt nicht nur Geschwindigkeitsvorteile, es genügt vielmehr ein einziges zusätzliches Laufwerk, um die Sicherheit der Daten wesentlich zu erhöhen. Zumindest bei Ausfall eines einzelnen Laufwerks können alle Daten aus dem Inhalt der verbliebenen Platten restauriert werden.

RAID-6 wurde von der Industrie entwickelt, um die Datensicherheit weiter zu erhöhen, wofür man jedoch zwei zusätzliche Laufwerke benötigt. Bei RAID-6 kann man die Daten auch dann noch wiederherstellen, wenn zwei Laufwerke gleichzeitig ausfallen.

Das RAID-Konzept kann sowohl durch die Hardware über spezielle Disk-Controller wie auch durch die Software in Form von Treibern mit entsprechender Funktionalität umgesetzt werden. Da entsprechende Disk-Controller relativ selten und sehr teuer (die Kosten liegen in der Größenordnung von 10 Plattenlaufwerken mit je 8 GB Kapazität) sind, wird meist die Software-Lösung eingesetzt.

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