RAID: Was es ist und wie man ein RAID-System konfiguriert

Obwohl die meisten Menschen eine einzelne Festplatte oder höchstens zwei Festplatten in ihren Computern verwenden, ist es so, dass immer mehr Menschen mehrere Festplatten verwenden und diese in einem RAID unterbringen, um verschiedene Vorteile bei der Speicherung von Informationen auf ihren Festplatten zu genießen.

Angesichts der aktuellen Preise für Festplatten (HDD) und Solid-State-Laufwerke (SSD) entscheiden sich immer mehr Menschen für die Verwendung von RAID-Konfigurationen, um interessante Funktionen zu erhalten. Planen Sie den Einsatz eines RAID? Hier zeigen wir Ihnen, was es ist, wozu es dient und mit welchen RAID-Konfigurationen Sie mehr aus Ihren Speichereinheiten herausholen können.

Was ist ein Festplatten-RAID?

„Redundant Array of Independent Disks“, das ist die wörtliche Übersetzung eines RAID (Redundantes Array unabhängiger Festplatten für sein Akronym im Englischen). Dabei handelt es sich um eine Gruppe unabhängiger Festplatten, die zusammenarbeiten, um dem Benutzer unterschiedliche Vorteile zu bieten.

Obwohl es sich um unabhängige Festplatten handelt, ermöglicht RAID dem Computer, sie als eine einzige logische Einheit zu erkennen, sodass die Informationen zwischen ihnen verteilt werden, als wäre es eine einzelne Festplatte.

Was ist der Zweck eines RAID?

Ein RAID in Ihrem Computer-Setup kann in vielerlei Hinsicht sehr nützlich sein. Personen, die wichtige Informationen verwenden und es sich nicht leisten können, dass diese aufgrund eines Fehlers verschwinden, können eine Festplattenkonfiguration verwenden, die es ermöglicht, die Informationen auch dann sicher aufzubewahren, wenn einer von ihnen ausfällt.

Es gibt auch Konfigurationen, die es Ihnen ermöglichen, eine bessere Leistung beim Verschieben von Dateien zwischen Festplatten und dem Computer zu erzielen und mit einer besseren Leistung mit umfangreichen Programmen zu arbeiten, wobei vor allem Videobearbeitung und Design die Funktionen sind, die am meisten bewirken. Mithilfe von RAID-Konfigurationen.

Ohne Zweifel sind die Verbesserung der Übertragungsgeschwindigkeit sowie die Zuverlässigkeit der Festplatten und die Möglichkeit, Informationen ständig sicher aufzubewahren, ohne dass Sicherungskopien erstellt werden müssen und ohne sich Sorgen über den Ausfall einiger Festplatten machen zu müssen, Schlüsselfunktionen, die dazu geführt haben, dass RAIDs zum Einsatz kommen Nicht nur in Unternehmen, sondern auch zu Hause.

RAID-Level

Es gibt verschiedene Ebenen oder Konfigurationen eines RAID. Jede davon soll bei der Verschachtelung von Festplatten bestimmte Vorteile gegenüber anderen Konfigurationstypen bieten.

Um herauszufinden, welches RAID-Level für uns am besten geeignet ist, müssen wir zunächst darüber nachdenken, was wir mit den Festplatten machen und was wir von dem damit erstellten RAID erwarten. Das Streben nach Zuverlässigkeit der Informationen ist nicht dasselbe wie die Entscheidung für die höchstmögliche Übertragungsgeschwindigkeit.

Sehen wir uns alle möglichen Konfigurationen und ihre Eigenschaften an. Auf diese Weise können wir herausfinden, welches für den von uns beabsichtigten Zweck am besten für uns geeignet ist.

RAID 0

Es ist eines der am häufigsten verwendeten Level. Es sind mindestens 2 Festplatten erforderlich und diese Konfiguration zählt die Summe aller Festplatten in der Ebene, um Informationen speichern zu können.

RAID 0 Es handelt sich um eine Ebene, auf der Daten zwischen beiden Festplatten verteilt werden. Der große Vorteil besteht darin, dass es eine höhere Leistung beim Verschieben von Informationen bietet. Ebenso besteht ihr größter Nachteil darin, dass sie nicht über eine größere Fehlertoleranz verfügt, so dass ein Ausfall der Festplatte zum vollständigen Verlust der darauf gespeicherten Informationen führen kann.

Besonders empfehlenswert, wenn a höhere Systemleistung und auf Informationen zugreifen, beispielsweise zum Arbeiten mit großen Dateien in Grafikdesign-, 3D- und Videobearbeitungsprojekten. Die Investition ist minimal und daher bei knappen Budgets beliebt.

RAID 1

Bekannt als Spiegelung RAID 1 wird hauptsächlich bei Servern der Einstiegsklasse verwendet, die keine große Speicherkapazität benötigen.

RAID 1 nutzt mindestens zwei Festplatten und wie der Name schon sagt, werden alle Informationen, die die erste Festplatte erreichen, auf der zweiten Festplatte dupliziert, und so weiter mit der zusätzlichen Hardware. Sollte die erste Festplatte ausfallen, würde das Gerät mit den auf der zweiten Festplatte gespeicherten Daten weiterhin ordnungsgemäß funktionieren. Im Grunde ist es so, als würde man mit einem ständigen Backup arbeiten.

Dank seines „Spiegeleffekts“ bietet RAID 1 eine schnelle Wiederherstellung nach einem Laufwerksausfall und ist damit eine der besten Optionen in Bezug auf Fehlertoleranz.

Die Leistung steigt im Vergleich zu einer einzelnen Festplatte, da beide Laufwerke gelesen und geschrieben werden können. Der Nachteil dieser Konfiguration besteht darin, dass sie die Festplatte belasten kann, was zu einer großen Überlastung führt. Ebenso ist der Speicher auf die kleinste Einheit beschränkt, daher ist es wichtig, über Festplatten mit der gleichen Kapazität zu verfügen, um bei Verwendung dieser Ebene keinen Speicherplatz zu verschwenden.

RAID 5

RAID 3 erfordert mindestens 5 Festplatten und vereint das Beste der vorherigen Level. Es kombiniert die Geschwindigkeit und Leistung von RAID 0 mit der Ausfallsicherheit von RAID 1. Dadurch können Sie Daten schneller übertragen und einfacher auf Informationen zugreifen, während alle Ihre Daten auf sichere Weise verwaltet werden. Aufgrund seiner Vorteile ist dieses RAID normalerweise das am häufigsten verwendete Level in Servern.

Der auf dieser Ebene verfügbare Speicherplatz entspricht dem von Anzahl der Festplatten -1. Wenn die Konfiguration also aus 4 Festplatten mit 1 TB Speicher besteht, beträgt die RAID-Kapazität 4 – 1 Festplatten, also 3 TB Speicher.

Die Informationen, die die Festplatten erreichen, werden mithilfe der Parität in Blöcke unterteilt, um die Daten im Falle eines Ausfalls wiederherstellen zu können. Wenn eine der Festplatten ausfällt, werden die beschädigten Informationen mithilfe der auf den anderen Einheiten gespeicherten Daten korrigiert. Einer der Nachteile dieser Konfiguration besteht darin, dass die Leistung erheblich abnimmt, wenn ein Fehler auftritt. Die Verlangsamung macht sich besonders bei SATA-Laufwerken mit hoher Kapazität bemerkbar, wodurch die Wiederherstellungszeit hoch ist.

Zweifellos besteht das schwerwiegendste Problem und das schlimmste Szenario, das auf dieser Ebene auftreten kann, darin, dass die zweite Festplatte ausfällt, während die erste Festplatte wiederhergestellt wird. In diesem Fall würden alle gespeicherten Informationen verloren gehen.

RAID 6

Diese Ebene versucht, das Problem von RAID 5 im Hinblick auf die Fehlertoleranz zu lösen, indem es dessen Funktionsweise nachahmt, indem eine Reservefestplatte hinzugefügt wird, die bei einem Ausfall einer der Festplatten ihre Arbeit aufnimmt. Es sind mindestens 4 Festplatten erforderlich. Auf diese Weise funktioniert das System bei Ausfall einer der Festplatten ordnungsgemäß, als ob ein RAID 5 verwendet würde.

Da eine neue Einheit ins Spiel kommt, die auf Parität arbeitet, sinkt die Leistung beim Schreiben von Daten auf die Platten. Diese neue Festplatte eignet sich auch nicht als zusätzlicher Speicher, da sie für die Parität nur als Sicherungskopie dient. Wenn Sie also vier 4-TB-Festplatten haben, stehen Ihnen nur 1 TB Speicherplatz zur Verfügung.

Dies ist eine gute Konfiguration, wenn Sie mehrere Ausfälle der verwendeten Einheiten überstehen möchten.

RAID-Verschachtelung nach Ebenen

Ebenso wie mehrere Festplatten zu einem RAID zusammengefügt werden können, können auch mehrere RAID-Ebenen geschachtelt werden, um ihre Vorteile auf einer höheren Ebene nutzen zu können. Dafür sind die Kosten höher, da doppelt so viele Festplatten benötigt werden um diese Nester nutzen zu können.

RAID 0 + 1

Um ein RAID 0+1 durchzuführen, werden 4 Festplatten benötigt. Die Festplatten werden paarweise gruppiert, sodass jede ein RAID 0 bilden kann. Auf diesen beiden Festplattenblöcken wird ein RAID 1 montiert.

Mit dieser Festplattenkonfiguration wird sowohl beim Lesen als auch beim Schreiben eine höhere Leistung erzielt, sie verträgt jedoch keine zwei gleichzeitigen Ausfälle, weshalb sie in puncto Zuverlässigkeit hinter RAID 10 zurückbleibt.

RAID 10 (1 + 0)

Da mindestens 4 Festplatten erforderlich sind, nutzt RAID 1+0 ein RAID 1 und darüber ein RAID 0. Diese Konfiguration ermöglicht Ihnen eine hohe Leistung beim Zugriff auf Informationen (dank RAID 0) und gleichzeitig eine hohe Fehlertoleranz ( aufgrund von RAID 1).

Bei einer Konfiguration mit 4 Laufwerken können bis zu zwei verschiedene Festplatten ohne Informationsverlust ausfallen, sofern die Laufwerke aus unterschiedlichen Untergruppen stammen.

Da mindestens 4 Festplatten verwendet werden, ist der Preis höher. Aufgrund seiner Eigenschaften eignet es sich jedoch perfekt für den Einsatz auf Datenbankservern, wo Sie schnellen Zugriff auf Informationen erhalten und die Daten im Falle eines Ausfalls geschützt sind.

RAID 50 (5 + 0)

Wenn eine höhere Speicherebene erforderlich ist, kann RAID 5+0 eine gute Option sein. Es ist ein RAID 5 und darüber ein RAID 0. Sie benötigen mindestens 6 Scheiben während einer als verwendet wird Sicherungskopie der Informationen. Mit dieser Konfiguration können bis zu 3 Festplatten beschädigt werden, ohne dass Daten verloren gehen.

Dank der Konfiguration können Sie im Vergleich zu einem herkömmlichen RAID 5 ein unglaublich hohes Volumen und eine höhere Leseleistung erzielen, während sich gleichzeitig die Schreibgeschwindigkeit von Informationen leicht erhöht.

Die Nachteile sind die gleichen wie bei RAID 5: Die Rekonstruktion dauert länger, da die Parität neu berechnet werden muss, und der Preis ist höher.

RAID 60 (6 + 0)

Die teuerste Konfiguration, da sie Folgendes erfordert: mindestens 8 Festplatten um es in die Tat umsetzen zu können. RAID 6+0 besteht aus einem RAID 6 und darüber einem RAID 0. Dank dieser Konfiguration wird eine sehr interessante Leistung erzielt, insbesondere beim Lesen von Informationen von den Festplatten.

Wie bei RAID 6 bestehen die Hauptnachteile in der geringen Schreibleistung, da für die Parität doppelt so viele Berechnungen durchgeführt werden müssen, außerdem leidet die Hardware stärker und ihre Nutzungsdauer verkürzt sich.

Software-RAID oder Hardware-RAID

RAID-Systeme können sowohl durch Software als auch durch Hardware gesteuert werden. Abhängig von der gewählten Methode zur Steuerung des Systems können auf den gewählten Ebenen Unterschiede im Betrieb und in der Leistung auftreten.

Softwaresteuerung

Die Festplatten, aus denen das Array besteht, sind direkt mit der Hauptplatine des Computers verbunden. Der Prozessor und das installierte Betriebssystem sind für die Durchführung der erforderlichen Vorgänge zur Steuerung des RAID-Systems und der Festplatten verantwortlich.

Da es die Hardware des Computers nutzt, wird die Grenze der anschließbaren Einheiten durch das Motherboard festgelegt. Diese Boards verfügen in der Regel über mehrere SATA-Anschlüsse, am häufigsten sind es 6 oder 8 Ports. Darüber hinaus ist die Konfiguration im Vergleich zur Hardware-Systemsteuerung wesentlich einfacher.

Der Hauptnachteil der Verwendung von Software zur Steuerung des RAID besteht darin, dass die Leistung des Geräts beeinträchtigt werden kann, insbesondere wenn Ebenen verwendet werden, deren Funktion mehr Ressourcen erfordert. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Informationen verloren gehen, wenn die Festplatte nachlässt, da die Wiederherstellung nach einem RAID schwieriger ist.

Hardware-Steuerung

Im Gegensatz zur Softwaresteuerung, bei der die Festplatten direkt mit dem Motherboard verbunden sind, sind bei der Hardwaresteuerung die Speicherlaufwerke mit einem RAID-Controller verbunden (der wiederum über einen PCIe-Port eine Verbindung zum Motherboard herstellt). Basis), der für die Ausführung aller verantwortlich ist die notwendigen Vorgänge zur Steuerung des RAID-Systems und der Festplatten.

Die Verwendung dieser Hardware ermöglicht Ihnen eine höhere Zuverlässigkeit im Vergleich zur Softwaresteuerung und ist unabhängig von den übrigen Komponenten der Ausrüstung. Es ist außerdem in der Lage, eine höhere Leistung zu bieten und beeinträchtigt den Betrieb des Computers nicht, selbst wenn Ebenen verwendet werden, die übermäßige Ressourcen erfordern.

Die Probleme bei der Verwendung der Hardwaresteuerung zur Verwaltung eines RAID-Systems liegen insbesondere in der Wartung und Kompatibilität. Möglicherweise sind Firmware-Updates erforderlich, um die Zuverlässigkeit der Hardware aufrechtzuerhalten. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Hardware nicht mit dem Motherboard kompatibel ist oder allgemeine Treiber verwendet werden, da es keine richtigen Treiber gibt, was im Gegensatz zur Verwendung der richtigen Treiber zu einer schlechten Leistung führt.

Um Kompatibilitätsprobleme zu lösen, empfiehlt es sich immer, einen RAID-Controller vom gleichen Hersteller zu kaufen wie das Motherboard, an das er angeschlossen werden soll.

Es ist auch wichtig, das Modell der zu verwendenden Karte zu berücksichtigen. Wir müssen prüfen, ob es mit der bereits vorhandenen Hardware kompatibel ist und ob es die RAID-Level unterstützen kann, die wir verwenden möchten oder die wir möglicherweise in Zukunft benötigen.