Was ist RAID 1 und wie wird es verwendet?

Was ist RAID 0 und warum wird es verwendet?


Obwohl es sich bei dem Standard nicht um ein Redundant Array of Independent Disks handelt, hat RAID 0 einen festen Platz in der Liste der gängigen RAID-Level (das ist die geschriebene Form von RAID). Diese Form der verknüpften Festplatten setzt den wesentlichen Gedanken der redundanten Datenspeicherung nicht um. In einem RAID 0-Verbund wird ein einziges logisches Laufwerk erzeugt, das immer aus mindestens zwei möglichst identischen Speichermedien besteht. Sein einziger Zweck ist es, die Lese- und Schreibzugriffe zu maximieren. Wie bei anderen RAID-Levels gibt es keine zusätzliche Datensicherheit.

Was genau ist RAID 0?

RAID 0 ist ein standardisierter RAID-Level, der die Verwendung von zwei oder mehr Festplatten beschreibt, um die Leistung zu verbessern. Auf den beteiligten Speichermedien werden zu diesem Zweck alle Daten einheitlich in "Stripes" oder Blöcke partitioniert. Daher wird die zugrunde liegende Methode auch als "Striping" bezeichnet. Während des Schreibvorgangs erhält die Festplatte 1 den Datenblock "A1", während die Festplatte 2 gleichzeitig den Datenblock "A2" speichert. Werden die beiden Blöcke kombiniert, ergibt sich der Datensatz "A" oder eine Teilmenge dieses Datensatzes (je nach Größe). Wenn der Datensatz später benötigt wird, kann er parallel gelesen werden, so wie er auf den Festplatten war.

Hinweis
In Fachkreisen wird die Größe der einzelnen Blöcke als Striping-Granularität oder Chunk-Größe bezeichnet. Sie beträgt in der Regel 64 Kilobytes (kB).

Striping wird in RAID 0 verwendet, um die Lese- und Schreibleistung zu erhöhen. Wenn eine Platte ausfällt, sind die Daten jedoch häufig verloren, weil die verbleibenden Platten lediglich ihre einzelnen Stripes gespeichert haben.

Definition
Ein RAID (Redundant Array of Independent Disks) ist ein logisches Laufwerk, das sich aus mindestens zwei verschiedenen Speichermedien zusammensetzt. Die konkrete Funktion bestimmen die jeweiligen Festplattenanlagen, die in RAID-Levels wie RAID 0 definiert sind. Die wichtigsten Punkte sind Datensicherheit und erhöhter Datendurchsatz.

Theoretisch ist die Anzahl der Festplatten, aus denen ein RAID 0-Verbund, also eine Sammlung verschiedener, nach dem RAID 0-Standard konfigurierter Festplatten, besteht, unwichtig. Je mehr Festplatten es gibt, desto komplizierter und zeitaufwändiger wird natürlich ihre Verwaltung - die Betriebssoftware, die alle Festplatten zu einem logischen Laufwerk verbindet, wird mit jeder zusätzlichen Komponente anspruchsvoller.


Die Vor- und Nachteile von RAID 0 auf einen Blick


Die Möglichkeit, Datenzugriffe zu parallelisieren, ist ein wesentlicher Vorteil eines RAID 0-Arrays gegenüber einer einzelnen Festplatte. Der Verbund erhöht nicht nur die Bandbreite, sondern auch die Anzahl der möglichen Ein- und Ausgabevorgänge pro Sekunde (IOPS). Da SSD-Speicher in RAID-Verbänden jedoch an Leistung verlieren, geht dieser Vorteil bei nachfolgenden Speichergenerationen verloren oder wird stark reduziert. Daher ist RAID 0 noch stärker auf die Verwendung von HDD-Festplatten ausgerichtet als andere RAID-Typen.

Im Vergleich zu einem einzelnen Speichermedium ist das höhere Ausfallrisiko der größte Nachteil: Da jede Festplatte im Verbund aufgrund von Hardware- oder Softwareproblemen ausfallen kann, kann das gesamte System zur gleichen Zeit ausfallen. Infolgedessen gilt Folgendes: Die Gefahr eines Totalausfalls steigt im Gleichschritt mit der Anzahl der angeschlossenen Datenträger.

Erschwerend kommt hinzu, dass bei einem separaten Backup-Mechanismus ein solches Szenario fast immer den Verlust des Großteils der gespeicherten Daten zur Folge hat. Wie bereits erwähnt, bietet RAID 0 im Vergleich zu anderen RAIDs keine Redundanz. Das hat zur Folge, dass nach dem Ausfall bei einer Rekonstruktion größerer Datenstreifen, die auf alle RAID-Komponenten verteilt waren, die Teile der ausgefallenen Festplatte fehlen werden. Nur kleinere Dateien, die sich auf einzelnen RAID 0-Speichern befinden und noch intakt sind, können wiederhergestellt werden.

RAID 0-Vorteile RAID 0-Nachteile


Größere Bandbreite als einzelne Laufwerke Einzelne Laufwerke haben eine höhere Ausfallrate.
Ein- und Ausgabevorgänge pro Sekunde sind höher als bei einzelnen Laufwerken (HDD) Aufgrund der fehlenden Redundanz geht ein Großteil der Daten verloren, wenn ein Laufwerk ausfällt.

Tipp
Regelmäßige Backups sind notwendig, um sensible und vertrauliche Daten langfristig zu schützen.

Was sind häufige Einsatzszenarien für RAID 0?

Aus den Stärken und Nachteilen des RAID-0-Verbunds geht hervor, für welche Art von Projekten diese Speichermethode am besten geeignet ist: RAID 0 bietet außergewöhnliche Leistungswerte, die die Leistung einer einzelnen HDD deutlich übertreffen. Nicht-kritische Programme wie Audio- oder Videobearbeitungssoftware, bei denen die Daten schnell gelesen und geschrieben werden müssen, profitieren stark davon. In diesem Szenario ist ein RAID 0-System eindeutig eine kostengünstigere Option als eine SSD. Da keine Redundanz vorhanden ist, eignet sich dieser Ansatz nicht für die Speicherung sensibler Informationen wie Kundendaten oder private Dateien.

Die Daten werden schnell gespeichert.

Welche anderen beliebten RAID-Level gibt es?
Das Alleinstellungsmerkmal von RAID 0 ist das Fehlen eines Sicherungsmechanismus. Andere spezifizierte RAID-Level setzen auf Technologien zur Vermeidung von Datenverlusten. Einige Methoden, wie z.B. RAID 1 oder die Kombination RAID 10, setzen auf Datenspiegelung: Jede Datei wird auf mindestens zwei verschiedenen Festplatten gespeichert. Im Falle eines Hardwareausfalls verlassen sich andere Typen wie RAID 5 und RAID 6 auf die Paritätsinformationen, die während des Schreibvorgangs erzeugt werden, um die Daten wiederherzustellen.

Logischer Datenverlust an RAID

  • Firmware-Update Fehlgeschlagen
  • Konfiguration des RAID-Controllers gelöscht
  • Löschen von Ordnern und Dateien
  • Löschen von Freigabe-Ordnern
  • RAID Formatierung
  • RAID versehentlich aufgelöst
  • Verlust der Arraydaten
  • Verlust der Reihenfolge der Festplatten
  • Verschlüsseltes Volume beschädigt
  • Versehentliches Löschen des Array-Volumens
  • Virenbefall, Trojaner

Symptome des RAID-Ausfall

  • Freigaben nicht zugreifbar
  • Im degradierten Modus Nur Lesen
  • Ungültiges RAID-Volumen
  • Kritischer Zustand des Array / Verbund
  • Netzwerk-Freigabe verschwunden
  • RAID offline
  • RAID critical
  • RAID wird als degradiert / degraded gemeldet
  • Speicher – Verbund offline
  • Symptome des RAID Ausfalls
  • Volume crashed
  • Volume abgestürzt / lost

Mechanischer Schaden an RAID

  • Bad Blocks bzw. defekten Sektoren
  • Beschädigt Schreib-Leseköpfe
  • Defekter RAID-Controller
  • Defekt des Server-Mainboards (integriertem RAID-Controller)
  • Defektes PCB (Printed Circuit Board) Platine der Festplatte
  • Durch Feuer verursachter Datenverlust
  • Durch Wasser verursachter Datenverlust
  • Festplatten Firmware-Fehler
  • Fall-, Sturz- und Stoßschäden
  • Festplatten-Schäden aufgrund von Naturkatastrophen
  • Head-Crash bei Festplatte im RAID
  • HDD Ausfall durch Abnutzung
  • HDD Ausfall durch Überhitzung
  • Motorschaden an Festplatte
  • Oberflächenschäden bei Festplatte im RAID
  • Probleme mit dem Servomechanismus
  • Rebuild bei mechanisch beschädigten Festplatten
  • Schadhafte Oberfläche innerhalb der Service-Area

Symptome des RAID-Ausfalls

  • Device I/O Fehler
  • Platte ausgefallen
  • Antrieb fehlt
  • Ausgefallene Festplatte
  • Freigaben nicht zugreifbar
  • Im degradierten Modus Nur Lesen
  • Ungültiges RAID-Volumen
  • Kritischer Zustand des Array / Verbund
  • LED an RAID-Festplatte rot
  • Mehrfacher Festplattenausfall
  • Netzwerk-Freigabe verschwunden 
  • RAID kritisch
  • RAID offline
  • RAID Server piept, piepst
  • RAID wird als degradiert / degraded gemeldet
  • Server startet oder bootet nicht
  • Speicher – Verbund offline
  • Volume abgestürzt / lost
  • Volume crashed
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