Dell Server – Was sind die RAID-Levels und deren Spezifikationen?

Ermöglicht das Schreiben von Daten über mehrere physikalische Datenträger hinweg, statt nur einen einzigen physischen Datenträger zu nutzen. Bei diesem Vorgehen wird der Speicherraum jedes physischen Laufwerks in 64 KB große Streifen ("Stripes") partitioniert. Diese Stripes sind in einer sich wiederholenden Reihenfolge ineinander verschachtelt. Der Teil des Stripes, der sich auf einem einzelnen physischen Laufwerk befindet, wird als Stripe-Element bezeichnet.
Zum Beispiel wird bei einem System mit vier Festplatten, das nur RAID 0 verwendet, Segment 1 auf Festplatte 1 geschrieben, Segment 2 auf Festplatte 2 und so weiter. RAID 0 verbessert die Leistung, weil mehrere physische Laufwerke gleichzeitig abgerufen werden, es bietet jedoch keine Datenredundanz (Abbildung 1 (nur in englischer Sprache)).

Abbildung 1: RAID 0

• Fehlertoleranz – Keine
• Vorteil – Verbesserte Leistung, zusätzlicher Speicherplatz
• Nachteil – Nicht zu empfehlen bei Daten von hoher Relevanz, da bei jedem Festplattenfehler Datenverluste die Folge sind.

Mit RAID 1 werden Daten, die auf ein Laufwerk geschrieben werden, gleichzeitig auf ein anderes Laufwerk geschrieben. Wenn eine Festplatte ausfällt, kann der Systembetrieb mit dem Inhalt des anderen Festplatten fortgesetzt und die ausgefallene Festplatte wiederaufgebaut werden. 
Der Hauptvorteil von RAID 1 besteht in der hundertprozentigen Datenredundanz. Da der Inhalt eines Laufwerks vollständig auch auf ein zweites Laufwerk geschrieben wird, kann das System den Ausfall eines Laufwerks verkraften. Beide Laufwerke enthalten zu jeder Zeit die gleichen Daten. Beide physische Laufwerke können als physische Betriebslaufwerke agieren (Abbildung 2 (nur in englischer Sprache)).

Abbildung 2: RAID 1

• Fehlertoleranz – Festplattenfehler, Ausfall eines einzelnen Laufwerks
• Vorteil – Hohe Leseleistung, schnelle Wiederherstellung nach Laufwerkfehler, Datenredundanz
• Nachteil – Hohe Restkapazität, eingeschränkte Kapazität

RAID 5 und 6: Paritätsdaten sind redundante Daten, die erstellt werden, um innerhalb gewisser RAID-Level Fehlertoleranz zu bieten. Wenn ein Laufwerk ausfällt, kann der Controller die Paritätsdaten zur Wiederherstellung der Nutzerdaten verwenden.
Es gibt Paritätsdaten für RAID 5, 6, 50 und 60. Die Paritätsdaten werden über alle physikalischen Festplatten im System verteilt. Wenn eine einzelne Festplatte ausfällt, kann sie über die Parität und Daten auf den übrigen physikalischen Festplatten wiederhergestellt werden.

• RAID-Level 5 kombiniert die verteilte Parität durch Festplatten-Striping. Siehe unten (Abbildung 3 (nur in englischer Sprache)). Parität bietet Redundanz bei Ausfall einer physikalischen Festplatte ohne den gesamten Inhalt der physikalischen Festplatte zu duplizieren.
• RAID-Level 6 kombiniert die duale verteilte Parität durch Festplatten-Striping. Siehe unten (Abbildung 4 (nur in englischer Sprache)). Durch diese Paritätsklasse können auch zwei Laufwerke ausfallen, ohne dass der gesamte Inhalt der physikalischen Laufwerke dupliziert wird.

 
RAID 5

Abbildung 3: RAID 5

• Fehlertoleranz – Festplattenfehler, Ausfälle eines einzelnen Laufwerks
• Vorteil – Effiziente Nutzung der Festplattenkapazität, hohe Leseleistung, mittlere bis hohe Schreibleistung
• Nachteil – Laufwerkfehler mit mittlerer Beeinträchtigung, längerer Neuaufbau durch Neuberechnung der Parität

RAID 6

Abbildung 4: RAID 6

• Fehlertoleranz – Festplattenfehler, Ausfälle von zwei Laufwerken
• Vorteil – Datenredundanz, hohe Leseleistung
• Nachteil – Die Schreibleistung sinkt aufgrund doppelter Paritätsberechnungen, zusätzliche Kosten aufgrund von 2 gleichen Laufwerken für Parität

RAID 10: RAID 10 erfordert die Zusammenarbeit von zwei oder mehr gespiegelten Sätzen. Es werden mehrere RAID 1-Sätze in Form eines einzelnen Arrays kombiniert. Daten werden mittels Striping über alle gespiegelten Laufwerke verteilt. 
Da jedes Laufwerk in RAID 10 gespiegelt wird, entsteht keine Verzögerung, weil keine Paritätsberechnung durchgeführt wird. 
Diese RAID-Strategie toleriert den Verlust von mehreren Laufwerken, solange zwei Laufwerke desselben gespiegelten Paares nicht ausfallen. RAID 10-Volumes bieten einen hohen Datendurchsatz und vollständige Datenredundanz (Abbildung 5 (nur in englischer Sprache)).

Abbildung 5: RAID 10

• Fehlertoleranz – Festplattenfehler, ein Festplattenausfall pro gespiegeltem Set
• Vorteil – Hohe Leseleistung, unterstützt selbst große RAID-Gruppen mit 192 Laufwerken
• Nachteil – Teuerste Variante