RAID-Verfahren im Detail erklärt

0
156

Musik ohne Verlustgefahr sichern

Der Aufbau der digitalen Musiksammlung auf einer Festplatte kann enorm zeitaufwendig sein. Doch wie beschützt man seine Daten vor einem Totalausfall? Wir stellen mit RAID eine Möglichkeit vor.

Insbesondere, wenn digitalisierte Schallplatten im Spiel sind, vergeht eine Menge Zeit, bis alle Lieder abspielfertig und gut sortiert vorliegen. Schließlich passiert hier alles in Echtzeit, und je nach Umfang der Plattensammlung sind viele Stunden mit dem kompletten Durchhören verbunden. Doch auch das bitgenaue Rippen einer CD nimmt seine Zeit in Anspruch, das des kompletten CD-Regals gleich ein vielfaches. Dass Festplatten jedoch ein relativ unsicheres Speichermedium sind, ist mittlerweile in das Bewusstsein vieler Benutzer vorgedrungen. Die logische Schlussfolgerung ist: Falls eine Festplatte ihren Dienst versagt, muss eine zweite mit exakt den gleichen Daten existieren, um keine Datenverluste zu erleiden.
 
Also ist es nur folgerichtig, dass alle neuen Musikstücke (Fotos, Videos, wichtigen Dokumente) von Beginn an doppelt gespeichert werden. Per Hand ist das natürlich anstrengend und zeitraubend, besonders dann, wenn es sich um große Datenmengen handelt – denn niemand möchte minutenlang vor dem Rechner oder Musikserver sitzen und einem Fortschrittsbalken beim langsamen Wachsen zusehen. Eine Möglichkeit, das Beschreiben mehrerer Festplatten zu automatisieren, ist das Anlegen eines RAID-Verbundes. Das Akronym steht für „Redundant Array of Independent Disks“, also ein redundanter Verbund unabhängiger Festplatten. Dabei existieren jedoch verschiedenste Möglichkeiten, wie die einzelnen Speichermedien miteinander kombiniert werden können. Wir stellen Ihnen die wichtigsten Varianten (viele weitere existieren) vor.

RAID 0

Anzahl der Festplatten: 2 oder mehr
Datensicherheit: sehr gering
 
Im RAID-0-Verbund werden die Daten über mehrere Festplatten verteilt. Beim Kopieren einer großen Datei werden also einzelne Teile davon von jeweils einer anderen Festplatte übernommen („Striping“), beim Lesen greifen demzufolge ebenfalls mehrere Festplatten auf die Fragmente zu. Dadurch gewinnt man Leistung, da die Daten schneller geschrieben oder gelesen werden können, als es eine einzelne Festplatte schafft. RAID 0 bietet allerdings keine redundanten Daten (ist also genaugenommen nur ein „AID“), im Gegenteil, die Datensicherheit verringert sich sogar gegenüber einer einzelnen Festplatte – denn fällt nur eine Festplatte des kompletten Verbundes aus, sind wahrscheinlich alle Daten verloren. RAID 0 richtet sich also eher an Benutzer, die Festplattenleistung benötigen, als solche, denen es auf Datensicherheit ankommt. Dennoch ist es eine wichtige Grundlage für andere RAID-Arten. Es sollten gleichgroße Festplatten zum Einsatz kommen, ansonsten geht Speicherplatz verloren. Gleichzeitig bleibt der Speicher beider Datenträger nutzbar.

RAID 1

Anzahl der Festplatten: 2 oder eine größere gerade Anzahl
Datensicherheit: hoch
 
RAID 1 ist ein einfacher, aber relativ sicherer Speicherverbund. Zwei Festplatten gleichen Volumens werden komplett gespiegelt, also mit identischen Daten beschrieben. Der RAID-Controller übernimmt beim Schreiben also zunächst das manuelle doppelte Kopieren der Daten. Vorteile können sich bei guten Controllern beim Lesen ergeben: Da die Daten von beiden Festplatten gelesen werden können, kann sich der Datendurchsatz erhöhen. Alternativ kann durch einen zusätzlichen Abgleich der gelesenen Daten beider Platten auch die Spiegelung überprüft und die Datenintegrität gewahrt werden – allerdings auf Kosten der Geschwindigkeit. Sobald eine Festplatte ausfällt, kann diese ersetzt werden und das RAID-System sorgt für eine erneute Spiegelung. Ein Datenverlust kann nur dann auftreten, wenn in dieser Zeit auch die zweite Festplatte ausfällt, er ist also relativ unwahrscheinlich. Der verfügbare Gesamtspeicher wird halbiert, da die Spiegelung immer die Hälfte des beschriebenen Platzes ausmacht.

RAID 5

Anzahl der Festplatten: 3 oder mehr
Datensicherheit: hoch
 
RAID 5 ist ein beliebtes System, da es beliebig erweiterbar ist und nur einen geringen Verlust an nutzbarem Speicher mit sich bringt. Das gelingt mittels einer Parität, also Prüfsumme. Die Datenblöcke werden über alle bis auf eine Festplatte verteilt, auf der letzten Platte wird eine Prüfsumme der vorherigen Datenblöcke erstellt. Beim nächsten Datenblock wird die Prüfsumme wiederum auf einer anderen Festplatte untergebracht und so weiter. Nun darf maximal eine Festplatte ausfallen, ohne die Integrität der Daten zu gefährden. Wird eine neue Festplatte eingesetzt, können aus den vorhanden Datenblöcken entweder erneut die fehlende Prüfsumme, oder aus den restlichen Datenblöcken und der Prüfsumme der verlorengegangene Datenblock berechnet und ergänzt werden. Da innerhalb der nutzbaren Daten Striping erfolgt, steigt auch hier der Datendurchsatz, sowohl Geschwindigkeit als auch Sicherheit sind also gegeben. Auch hier bestimmt die kleinste Festplatte die Größe des Gesamtsystems, weshalb gleiche Speicherkapazitäten empfehlenswert sind. Als Rechenbeispiel: 3 × 2 GB und 1 × 1 GB in einem RAID-5-Verbund sind 4 × 1 GB verfügbarer Speicher. Davon ist ein Gigabyte Parität, also bleiben nur 3 Gigabyte Nutzspeicher übrig, weil die kleine Festplatte einen Flaschenhals bildet.

Kommentare im Forum