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Mit dem Begriff "RAID" bezeichnet man einen Festplattenverbund, also das zusammenschalten mehrerer Festplatten. Entwickelt wurde RAID von den Wissenschaftlern Patterson, Gibson und Katz an der Berkeley University of California, weil Anfangs der Preis für Festplatten sehr hoch war. Diese Herren überlegten sich anstelle einer sehr teuren großen Festplatte lieber viele kleine günstigere Platten "zu einer" zusammenzufassen. Ihre Ergebnisse schrieben sie in der Beschreibung "A Case for Redundant Array of Inexpensive Disks" nieder. Daraus wurde dann die Abkürzung "RAID" gebildet. Auf deutsch heißt diese Beschreibung: "Ein Gehäuse mit redundanter Anordnung kostengünstiger Festplatten". Später wurde aus Marketing-Gründen der Begriff in "A Case for Redundant Array of Independent Disks" geändert, was auf deutsch: "Ein Gehäuse mit redundanter Anordnung unabhängiger Festplatten" heißt.

 

Später wurde RAID stetig weiterentwickelt. Auch als Festplatten dann deutlich günstiger wurden verlor RAID nicht an Bedeutung. Ein RAID Festplattenverbund wird heute meist nicht mehr eingesetzt um die Festplattenkapazität mit "kleinen" Platten zu erhöhen. Bei heutigen Preisen ist das nicht mehr erforderlich. Heute wird RAID entweder zur Steigerung der Zugriffsgeschwindigkeit oder/und zur Verbesserung der Datensicherheit eingesetzt. Das ist vor allem bei Servern sehr wichtig.

 

Was benötige ich für einen RAID-Verbund?

 

Es genügt nicht einfach mehrere Festplatten in einen Computer einzubauen. Um einen Verbund mehrerer Festplatten zu bilden, wird ein "intelligenter" RAID-Controller benötigt, der die Daten wie gewünscht auf den Festplatten verteilt und organisiert. Intelligent darum, weil ein solcher Controller ein eigenes BIOS, also ein eigenes "Betriebsprogramm" hat. An die Anschlüsse dieser Controller werden dann die Festplatten angeschlossen. Heute besitzen viele Hauptplatinen oft schon einen solchen RAID-Controller auf dem Board. Ist ein solcher nicht vorhanden muss ein RAID-Controller auf einer separaten Einsteckkarte nachgerüstet werden.

 

Dann werden natürlich mehrere Festplatten benötigt. Um einen reibungslosen und sicheren Betrieb zu gewährleisten, wird meistens empfohlen gleiche Festplatten zu verwenden. Werden unterschiedliche Platten eingebaut, wird je nach RAID-Einstellung nur die Größe der kleinsten Festplatte übernommen, der restliche Speicherplatz kann nicht verwendet werden. Bei den Festplatten sollte vor allem auf den richtigen Anschluss geachtet werden, damit diese auch auf den Controller passen. Wie viele Festplatten benötigt werden, hängt zum einen vom verwendeten, so genannten "RAID-Level" und zum anderen von den gewünschten Gegebenheiten ab. Es gibt auch keine speziellen "RAID-Festplatten". Jede Festplatte kann benutzt werden. Allerdings werden Festplatten angeboten, die speziell für Server geeignet sind und meistens den Zusatz "24/7" tragen. Diese Bezeichnung bedeutet, dass eine solche Festplatte für den 24 Stunden Betrieb an 7 Tagen der Woche ausgelegt ist.

 

Welche Festplattenanschlüsse werden benötigt?

 

SCSI FestplattenanschlussDas hängt vom verwendeten Controller ab. Anfangs gab es RAID-Controller hauptsächlich nur mit SCSI-Schnittstelle. Später waren auch RAID-Controller für den EIDE-Bus verfügbar, besonders auf Hauptplatinen wurde der EIDE-Bus häufig verwendet. Heute benutzt man auch für RAID häufig schon die S-ATA Schnittstelle.
Es ist also wichtig, welche Anschlüsse der RAID-Controller zur Verfügung stellt. Für jeden bekannten Festplattenanschluss gibt es auch RAID-Controller.

 

Wozu brauche ich überhaupt heute RAID?

Bei (Einzel) Festplattengrößen von inzwischen über 1000 GB (1 TB) zu verhältnismäßig günstigen Preisen, kommt es sicher nicht mehr auf das Zusammenschalten kleiner Platten an. Es sei denn man betreibt eine große Datenbank wie z.B. in Servern. Viel wichtiger ist heute aber eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit auf die Daten der Festplatten. Bei heute üblicher hoher Prozessorleistung bremst ein Festplattenzugriff das Gesamtsystem deutlich aus. Besonders wenn Anwendungen benutzt werden, die einen ständigen Festplattenzugriff erfordern. Mit RAID können die Daten auf mehreren Festplatten verteilt werden. Dadurch kann der Computer parallel auf die Daten zugreifen, was die Zugriffsgeschwindigkeit deutlich erhöht.

 

2,5 Zoll und 3,5 Zoll PC FestplattenDer zweite wichtige Einsatzzweck von RAID ist heute die Datensicherheit. Der Festplattenverbund kann so konfiguriert werden, dass automatisch immer eine "Datensicherung" auf einer anderen Festplatte angelegt wird (redundante Datensicherung). Fällt irgendwann einmal eine Festplatte aus wären bei "Einzelbetrieb" die Daten darauf wahrscheinlich verloren, oder müssten kostspielig bei einer professionellen Datenrettungsfirma wieder hergestellt werden. Arbeiten Festplatten in einem sicheren Verbund braucht die defekte Festplatte nur gegen eine neue ausgetauscht und die Daten rekonstruiert zu werden und das System läuft wieder. Das rekonstruieren der Daten übernimmt der RAID-Controller (fast) automatisch.

 

Ist ein RAID-Verbund leicht einzurichten?

Ja und Nein. Zuerst sollte einem klar sein, dass ein RAID-Verbund nicht einfach durch zukaufen einer neuen Festplatte eingerichtet werden kann, es sollte schon etwas Erfahrung im Umgang mit dem Computer und der Hardware vorhanden sein. Auch muss einem bewusst sein, dass nach der Einrichtung eines RAID-Verbundes fast immer eine Neuinstallation durchgeführt werden muss. Daher unbedingt vor Beginn der Arbeiten die vorhandenen Daten von der Festplatte sichern!
Sind alle Voraussetzungen erfüllt (Controller und Festplatten), muss der RAID-Verbund eingerichtet werden. Dazu wird zuerst einmal die Hardware eingebaut und angeschlossen. Dann müssen im "BIOS" des RAID-Controllers alle erforderlichen Einstellungen vorgenommen werden. Wie man in das BIOS kommt, sollte in der Anleitung zum Controller, bzw. zur Hauptplatine stehen. Bitte nicht mit dem BIOS des Computers verwechseln!
Die wichtigsten Einstellungen betreffen den RAID-Level. Das sind die Angaben, wie die Festplatten nun zusammen arbeiten sollen. Je nach RAID-Level wird auch eine bestimmte Anzahl an Festplatten benötigt oder anders herum sind nur eine bestimmte Anzahl an Festplatten vorhanden muss ein passender RAID-Level gewählt werden.
Der Controller fasst nun die Festplatten wie gewünscht zusammen und es kann mit der Installation bzw. der Formatierung begonnen werden. Welche Daten nun wo und wie abgelegt werden regelt komplett der RAID-Controller. Der Anwender kann wie gehabt einfach seine Daten auf die Festplatte speichern oder Programme installieren, er braucht auf nichts weiter zu achten. Unter Windows erscheint der Festplattenverbund auch nur als eine Festplatte.

 

Welche RAID-Level können verwendet werden?

 

Je nach Controller können die Festplatten verschieden zusammengeschlossen werden. Es kommt darauf an welche RAID-Level von diesem unterstützt werden und wie viele Festplatten zur Verfügung stehen, bzw. eingebunden werden müssen. Einfache Controller, z.B. auf Hauptplatinen unterstützen meist auch nur wenige RAID-Level.
Folgende RAID-Level werden am meisten verwendet:

  • RAID 0 (Striping) = Für RAID 0 sind mindestens zwei Festplatten erforderlich. Die Daten werden vom RAID-Controller auf alle als RAID 0 angeschlossenen Festplatten verteilt. Dadurch kann auf die Daten parallel, also viel schneller zugegriffen werden. Die gesamte Festplattenkapazität ist so groß wie alle einzelnen Festplatten zusammengerechnet. Nachteil: hat nur eine Festplatte im Verbund einen Defekt, sind meist alle Daten verloren. Je mehr Festplatten verwendet werden, je höher wird demnach auch die Wahrscheinlichkeit eines Defektes und damit eines Datenverlustes. Die Daten auf Festplatten im RAID 0 Verbund sind demnach mehr vor Datenverlust gefährdet als auf einzelnen Festplatten!
  • RAID 1 (Mirroring) = Auch bei RAID 1 sind mindestens zwei Festplatten erforderlich. Auf allen im RAID 1 Verbund angeschlossenen Festplatten werden immer die gleichen Daten abgelegt. Fällt eine Festplatte einmal aus, sind die Daten weiterhin noch auf der zweiten Festplatte vorhanden. Wird die defekte Platte ausgetauscht können die Daten auf die neue Festplatte zurückgespielt werden. RAID 1 bietet eine hohe Datensicherheit. Nachteil: Dadurch dass die gleichen Daten auf mehreren Festplatten abgelegt werden müssen ist RAID 1 langsamer als eine einzelne Festplatte. Außerdem ist die Gesamtkapazität nur so groß wie die kleinste Festplatte im Verbund.
  • RAID 0+1 = Ist eine Kombination aus den oben genannten RAID-Levels. Idealer Weise werden mindestens vier Festplatten benötigt. Es können aber auch eine gerade Zahl weiterer Festplatten angeschlossen werden. Bei RAID 0+1 arbeitet immer die Hälfte der Festplatten im RAID 0 Verbund und die andere Hälfte der Platten dient als "Spiegel" (RAID 1) der anderen Platten. Dadurch wird eine höhere Zugriffsgeschwindigkeit bei hoher Sicherheit erreicht. Nachteil: RAID 0+1 ist langsamer als RAID 0. Es werden viele (mindestens vier) Festplatten benötigt von denen nur die Hälfte der Gesamt- Festplattenkapazität benutzt werden kann.
  • RAID 5 (Performance + Parität) = Wird meist nur von professionellen RAID-Controllern angeboten, da die Verwaltung der Festplatten leistungsfähige Controller voraussetzen, ist aber eine der idealsten RAID-Level. Für RAID 5 werden mindestens 3 Festplatten benötigt. Die Daten werden hier wie bei RAID 0 auf allen Festplatten verteilt, dadurch kann eine hohe (parallele) Zugriffsgeschwindigkeit erreicht werden. Zusätzlich wird auf allen Platten eine Datensicherung der jeweils anderen Festplatten verteilt. Fällt eine der Platten aus, können diese Daten wieder hergestellt werden. RAID 5 bietet also eine hohe Sicherheit. Nachteil: dadurch, dass der Controller eine aufwendige Verteilung der Daten vornehmen muss und auch noch eine Datensicherung anfertigt, ist die Zugriffsgeschwindigkeit geringer als bei RAID 0 oder RAID 0+1. Fällt eine Platte aus, müssen die Daten aufwendig wieder hergestellt werden. Das dauert deutlich länger als bei RAID 1 und RAID 0+1. Es steht etwa der Platz einer Festplatte nicht zur Verfügung (bei drei gleichen Platten also ca. ein drittel). Der Inhalt jeder Festplatte ist ja doppelt auch noch auf den anderen Platten vorhanden.

Es gibt noch weitere, aber wenig benutzte RAID-Level, auf die ich hier auch nicht weiter eingehen möchte.

 

Fazit:

 

Um den Speicherplatz zu erhöhen, ist heute RAID nicht mehr notwendig. Die Kosten kann man auch nicht mehr damit senken, im Gegenteil. Dadurch dass oft noch ein RAID-Controller angeschafft werden muss und mindestens zwei bis vier Festplatten benötigt werden, ist RAID auf jeden Fall teurer als z.B. eine einzelne große Festplatte.
Möchte man aber bei Festplatten nicht auf eine gute Zugriffsgeschwindigkeit und/oder hohe Sicherheit verzichten, ist RAID auch heute noch unverzichtbar und gilt heute als Standard bei Server-Systemen.

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Letzte Aktualisierung: 25.02.2017
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