RAID-Varianten im Überblick
Die Auswahl eines geeigneten RAID-Levels erfordert eine genaue Abwägung zwischen den Faktoren Verfügbarkeit, Performance und Kosten pro MByte. Eine Organisation der Platten als JBOD verursacht die geringsten Kosten, lässt jedoch in Sachen Ausfallsicherheit und Geschwindigkeit zu wünschen übrig. Ein Array des Levels 1 garantiert dagegen höchste Verfügbarkeit. Es produziert jedoch den höchsten Kapazitäts-Overhead - und somit auch die höchsten relativen Kosten. Fasst man diese Faktoren in einem Diagramm zusammen, ergibt sich das typische RAID-Dreieck wie in der unten stehenden Abbildung.
Die Abhängigkeiten zwischen RAID-Level, Performance und Ausfallsicherheit fasst die folgende Tabelle noch einmal zusammen. Wie sich deutlich erkennen lässt, bringt jedes der RAID-Verfahren dabei spezifische Vor- und Nachteile auf die Waagschale.
RAID 0 | RAID 1 | RAID 10 | RAID 2 | RAID 3 | RAID 4 | RAID 5 | RAID 6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
(*) Als Faktor gegenüber einem Einzellaufwerk. (**) Worst-case-Angabe. Im günstigsten Fall können n/2 Laufwerke ohne Datenverlust ausfallen. | ||||||||
Anzahl Laufwerke | n > 1 | n = 2 | n > 3 | N = 10 | n > 2 | n > 2 | n > 2 | n > 3 |
Redundante Laufwerke | 0 | 1 | 1(**) | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 |
Kapazitäts-overhead (Prozent) | 0 | 50 | 50 | 20 | 100 / n | 100 / n | 100 / n | 200 / n |
Parallele Lese-operationen | n | 2 | n / 2 | 8 | n - 1 | n - 1 | n -1 | n - 2 |
Parallele Schreib-operationen | n | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | n / 2 | n / 3 |
Maximaler Lese-durchsatz (*) | n | 2 | n / 2 | 8 | n - 1 | n - 1 | n - 1 | n - 2 |
Maximaler Schreib-durchsatz (*) | n | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | n / 2 | n / 3 |
Verhalten bei Plattenausfall
Ob rechnerinterner Plattenverbund oder externes Speichersubsystem, ob Hardware- oder Software-RAID: Fällt eine Platte des Arrays aus, geht bei den gängigen RAID-Leveln die Redundanz verloren. Jede Fehlfunktion eines weiteren Laufwerks führt in dieser Situation unweigerlich zu Datenverlusten. Konsequenz: Die defekte Platte muss schnellstmöglich ersetzt und das Array rekonstruiert werden.
Im Optimalfall verfügt das Array über eine zusätzliche, ausschließlich im Notfall verwendete Festplatte. Ein solches Hot-Fix-Laufwerk (auch Hot-Spare oder Stand-by-Laufwerk genannt) wird automatisch aktiviert und als Ersatz für die defekte Platte eingebunden. Steht kein Hot-Spare zur Verfügung, gilt es, das defekte Laufwerk manuell zu wechseln. Dies erfordert für gewöhnlich ein Abschalten des Rechners und damit eine Betriebsunterbrechung - was gerade bei Servern in der Regel inakzeptabel ist. Abhilfe schaffen hier hot-plug- respektive hot-swap-fähige Arrays: Die Festplatten des RAID-Verbundes sind frei zugänglich in Festplatten-Shuttles untergebracht, die sich während des Betriebs wechseln lassen.
Nach erfolgreichem Austausch gilt es, die neue Festplatte in den RAID-Verband einzubinden und die verlorengegangenen Daten zu rekonstruieren. Geschieht dies automatisch, spricht man von Auto-Rebuild. Dieses automatische Wiederherstellen setzt allerdings die Fähigkeit des Controllers voraus, mit dem Festplatten-Shuttle zu kommunizieren (Laufwerkszustand, neues Shuttle eingeführt). Können sich Controller und Shuttle nicht verständigen, muss der Rebuild manuell angestoßen werden.