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Festplatten – welcher RAID-Level?

13.02.2008 | 12:20 Uhr |

Die wichtigste Methode zum Schutz vor Server-Ausfällen ist, zentrale Komponenten redundant vorzuhalten. Fällt eine davon aus, kann die zweite weiterverwendet werden. Die für den Serverbetrieb entscheidenden Komponenten wie Festplatten, Netzwerkkarten und Netzteile sollten deshalb durch Redundanzen und eine Hot-Plug-Fähigkeit gegen Ausfälle gesichert sein. Im Ernstfall kann das defekte Teil schnell ausgetauscht werden, ohne dass hierfür der Rechner heruntergefahren werden muss.

Bei internen Festplatten ist der RAID-Level entscheidend für die Verfügbarkeit. Hier werden Daten über Plattenspiegelung redundant auf physisch unterschiedlichen Platten gespeichert. Fällt eine Festplatte aus, so hat dies keinen Einfluss auf die Verfügbarkeit des Gesamtsystems: Der Festplattenspiegel fängt diesen Fehler auf. Ausführliche Informationen zu den unterschiedlichen RAID-Level bietet Ihnen der Beitrag RAID im Überblick .

RAID-1 ist der einfachste Weg, hohe Verfügbarkeit sicherzustellen. Bei dem als Mirroring bezeichneten Verfahren erfolgen Schreibzugriffe parallel auf zwei Laufwerke. Die Daten sind damit zu 100 Prozent redundant vorhanden und bei Ausfall eines Systems weiterhin verfügbar. Das defekte Laufwerk lässt sich im laufenden Betrieb austauschen, sofern der Controller dies unterstützt. Die Daten werden dann automatisch wieder auf das neue Laufwerk aufgespielt.

Bei einer Erweiterung des RAID-Systems ist allerdings jeweils die doppelte Laufwerkskapazität erforderlich. Die Schreibzugriffe erfolgen selbst im Idealfall nur gleich schnell wie bei Einzellaufwerken. Damit eignet sich Mirroring vor allem für Systeme, auf denen wichtige Daten zum hauptsächlichen Lesezugriff vorgehalten werden.

Zwar bietet Mirroring perfekte Redundanz, verursacht jedoch gleichzeitig einen hohen Overhead und entsprechend hohe Kosten. Um diesen Nachteil zu beheben, arbeiten die RAID-Level 2 bis 7 mit Fehlerkorrektur. Dabei setzt RAID auf eines der ältesten Verfahren zur Fehlerkorrektur, die Paritätsprüfung.

Im professionellen Umfeld ist besonders RAID-Level 5 verbreitet. RAID-5 gilt als gute Wahl, wenn es darauf ankommt, Daten auf mehr als zwei Platten redundant zu speichern. Es sichert den Verbund durch die Generierung von Paritätsinformationen. Diese stellen auch bei Ausfall einer Platte die Verfügbarkeit aller Daten sicher.

Dabei ist der RAID-Controller für die Berechnung der Redundanzdaten zuständig. Zusätzlich wird ein Index dieser Redundanzdaten erzeugt und ebenfalls über alle Festplatten verteilt gespeichert. Fällt ein Laufwerk im Betrieb aus, erzeugt das System eine Warnung, arbeitet aber dennoch weiter. Erst wenn eine weitere Festplatte streikt, gehen alle Daten verloren. Ein einzelnes defektes Laufwerk kann einfach im Betrieb ausgetauscht werden.

VIDEO: RAID 1 erzeugt auf einer zweiten Platte eine identische Kopie der Nutzdaten.
Vergrößern VIDEO: RAID 1 erzeugt auf einer zweiten Platte eine identische Kopie der Nutzdaten.
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Da RAID-5 die Nutzdaten gleichmäßig und blockweise über die Laufwerke verteilt, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass gleichzeitig zwei Schreibzugriffe auf dieselbe Platte erfolgen, sodass sich Schreibzugriffe weitgehend parallelisieren lassen. Auch beim Lesen von Daten bietet RAID-5 durch die Verteilung der Daten über alle Laufwerke eine gute Performance. Dies zahlt sich insbesondere beim Zugriff auf viele kleine Datenblöcke aus. Daher kommt RAID-5 speziell bei Datenbank- oder Transaktions-Servern gern zum Einsatz.

Eine noch höhere Ausfallsicherheit bietet RAID-6. Während RAID-5 den Ausfall von maximal einer Festplatte verkraftet, gewährleistet RAID-6 den Ausfall von zwei Platten. RAID-6 berechnet hierfür zwei Fehlerkorrekturwerte und verteilt sie so, dass sie auf zwei unterschiedlichen Disks liegen. Durch diesen ausgewogenen Kompromiss wird gute Performance bei gleichzeitig hoher Ausfallsicherheit erzielt.

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