Was ist Raid? RAID 0, 1, 4, 5, 6 und 10 einfach erklärt

Die Technologie gibt es in zwei Varianten: Software-RAID, das vom Betriebssystem verwaltet wird, und Hardware-RAID, das von einem speziellen Prozessor auf einer Zusatzkarte oder einem Chipsatz gesteuert wird. Die richtige Stufe hängt davon ab, wie du Leistung, nutzbare Kapazität und Fehlertoleranz abwägst.

RAID 0 (Striping): Maximale Geschwindigkeit, kein Sicherheitsnetz

RAID 0 teilt Daten in Blöcke auf und schreibt sie parallel auf alle Laufwerke. Das Ergebnis ist eine erstklassige Lese-/Schreibleistung und eine 100-prozentige Kapazitätsauslastung. Der Nachteil ist jedoch gravierend: Der Ausfall eines einzelnen Laufwerks zerstört das gesamte Array. Verwenden Sie diese Option für temporären Speicherplatz oder unkritische Workloads, bei denen Geschwindigkeit alles ist und Daten wiederhergestellt werden können.

RAID 1 (Spiegelung): Einfache Redundanz, solide Lesevorgänge

RAID 1 schreibt identische Kopien auf zwei oder mehr Laufwerke. Lesevorgänge können schneller sein (Controller können verschiedene Blöcke aus verschiedenen Spiegeln abrufen), aber Schreibvorgänge spiegeln die Geschwindigkeit der langsamsten Festplatte wider. Die nutzbare Kapazität beträgt 50 % der Rohkapazität.

Es ist eine einfache Wahl für kleine Datenbanken, Betriebssystemvolumes und Workloads, bei denen eine schnelle Wiederherstellung nach einem Festplattenausfall wichtig ist.

RAID 4: Stripes mit einem Paritätsengpass

Wie bei RAID 0 werden die Daten gestriped, aber die Parität befindet sich auf einer einzigen, dedizierten Festplatte. Dies sorgt für effiziente Redundanz und starke Leseleistung. Der Nachteil ist, dass die Paritätsfestplatte zu einem Schreibengpass und einem Single Point of Parity Failure wird, weshalb moderne Implementierungen stattdessen RAID 5 bevorzugen.

RAID 5: Verteilte Parität für ein ausgewogenes Design

RAID 5 verteilt die Parität auf alle Laufwerke und beseitigt so den dedizierten Paritätsengpass. Es toleriert den Ausfall eines Laufwerks und bietet ein besseres Schreibverhalten als RAID 4 bei guter Kapazitätseffizienz. Es ist seit langem der Standard für Allzweck-Dateiserver und gemischte Workloads, aber bei großen Arrays müssen die Wiederherstellungszeiten und das Risiko bei einem zweiten Ausfall berücksichtigt werden.

RAID 6: Doppelte Parität für höhere Ausfallsicherheit

RAID 6 fügt einen zweiten Paritätsblock hinzu, wodurch zwei gleichzeitige Laufwerksausfälle überstanden werden können, was für Festplatten mit großer Kapazität, bei denen der Wiederaufbau Stunden dauert, sehr wertvoll ist. Der Preis dafür ist ein höherer Paritäts-Overhead und etwas langsamere Schreibvorgänge. Es eignet sich gut für Archivspeicher, Backup-Repositorys und Big-Data-Knoten, bei denen die Verfügbarkeit von größter Bedeutung ist.

RAID 10 (1+0): Leistung trifft auf Schutz

RAID 10 spiegelt Festplattenpaare und streut dann über diese Spiegel. Es kombiniert eine Leistung nahe RAID 0 mit RAID 1-Redundanz und vermeidet die langen Paritätswiederherstellungen von RAID 5/6. Die nutzbare Kapazität beträgt 50 % der Rohkapazität, was die Kosten pro GB erhöht, aber es ist eine beliebte Wahl für latenzempfindliche Datenbanken, Virtualisierungscluster und hohe Transaktionslasten.

Implementierung: Software, Dateisysteme und Controller

• Software-RAID: Linux' mdadm bietet robustes RAID-Management und -Überwachung ohne zusätzliche Hardware.
• Dateisysteme: ZFS und Btrfs integrieren RAID-ähnlichen Schutz mit Prüfsummen und Selbstheilung; XFS und GPFS unterstützen RAID in breiteren Speicherstacks.
• Hardware-RAID: Controller-basierte Lösungen (z. B. Intel Matrix RAID und dedizierte RAID-Karten) entlasten die Paritäts-/E/A-Planung und bieten Cache, batterie-/flashgestützten Schreibschutz und erweiterte Funktionen.

RAID ist keine Datensicherung

RAID erhöht die Verfügbarkeit und kann Dienste auch bei Festplattenausfällen online halten, schützt aber nicht vor versehentlichem Löschen, Ransomware, stiller Datenkorruption (es sei denn, der Stack bietet End-to-End-Prüfsummen) oder Vorfällen auf Standortebene. Kombinieren Sie Ihr RAID-Level mit getesteten Backups, regelmäßigen Scrubs und wenn möglich, prüfsummenbasierten Dateisystemen für Integrität.

Die Wahl des richtigen RAID-Levels bedeutet, Leistungsanforderungen, Fehlertoleranz und Kosten pro nutzbarem Terabyte aufeinander abzustimmen und dies durch solide Backup- und Datenintegritätspraktiken zu ergänzen.