Erklärung der gängigen RAID-Level

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RAID-Controller 1 Kommentar

Bei einem RAID „Redundant Array of Independent Disks“ handelt es ich um ein logisches Volumen, dass aus mehreren unabhängigen Festplatten besteht. Gute Gründe seine bestehenden Platten zu einem RAID-Volumen zu bündeln sind höhere Performance aber auch Fehlertoleranz. Dabei liefert nicht jedes RAID beides, bei den einfachsten RAID Leveln 0 und 1 muss man sich entscheiden. Dieser Artikel zeigt die gängigsten RAID-Level und deren Vorteile.

 

Ein RAID ist kein BACKUP

Das RAID dient dazu Daten bereitzustellen, die ständig abrufbar seien müssen. Es kann nicht vor versehentlichem oder mutwilligen Löschen oder Verfälschen von Daten schützen. Auch gegen stille Datenkorruption hilft in letzter Instanz nur ein BACKUP.

 

Software RAID

Intel-Server-Mainboards verfügen über 2 integrierte RAID-Controller auf Software-Basis. Beide beherrschen die RAID Level 0,1, 10. Auch RAID 5 wird von beiden unterstützt, muss beim Intel ESRT2 jedoch erst mittels C600 Upgrade Key freigeschaltet werden.

Intel® Embedded Server RAID Technology II (ESRT2)

  • Wird nicht von allen SAS Server Boards unterstützt
  • Erlaubt maximal 8 Laufwerke

 

Support für Intel® Rapid-Storage-Technik (Intel® RST) (früher Intel® Matrix RAID Technology)

  • Wird nicht für Linux basierte Systeme empfohlen
  • Erlaubt maximal 6 Laufwerke

 

Spezialfall: RAID-Z

Bei einem RAID-Z handelt es ich um ein in das ZFS Dateisystem integriertes RAID. Mehr dazu erfahren Sie in einem weiteren Artikel.

 

Hardware RAID

Ein Hardware-RAID ist wesentlich performanter als ein Software-RAID. Betrachtet man beispielsweise die I/O Antwortzeiten, so kann man beim Hardware-RAID 5 bis 100 mal kürzere Latenzen messen. Dieser sehr deutliche Unterschied kann unter anderem dadurch erklärt werden, dass ein guter Hardware-RAID-Controller in der Regel über einen eigenen Prozessor und einen sehr schnellen Cache verfügt, der Schreibzugriffe puffert. Wer die signifikanten Vorteile des Caches nutzt, sollte diesen jedoch auch mit einer BBU/FBU vor Datenverlust bei Schreibzugriffen zu schützen.

Hier ein paar Messwerte:

Software RAIDHardware RAID (ohne SSD Caching)
Small Burst – 50   I/Os0,90 ms0,17 ms
Large Burst – 200 I/Os13,5 ms0,17 ms

Quelle: Intel

Nur Hardware-RAID-Controller lassen sich um Zusatzfunktionen wie FastPath IO oder SSD-Caching erweitern.

 

RAID 0

Bei einem RAID 0 werden die Datenblöcke über die zur Verfügung stehenden Laufwerke gleichmäßig verteilt. Dadurch stehen Netto 100% der Speicherkapazität zur Verfügung. Aufgrund der nicht vorhandenen Fehlertoleranz sollte ein RAID 0 nur für Testzwecke Verwendung finden.

RAID0

 

RAID 1

Bei einem RAID 1 wird jeder Datenblock auf alle zur Verfügung stehenden Laufwerke geschrieben. Somit stehen Netto im besten Fall nur 50% der Gesamtspeicherkapazität zur Verfügung. RAID 1 wird oft als dediziertes Betriebssystem-Volumen auf 2 kleinen Server SSDs eingesetzt.

RAID1

 

RAID 5

Bei einem RAID 5 werden die Datenblöcke über mindestens drei Laufwerke verteilt. Zusätzlich werden Paritätsdaten errechnet und ebenfalls gleichmäßig auf die zur Verfügung stehenden Laufwerke verteilt. Bei der Verwendung von drei Laufwerken stehen bereits Netto 67% der Gesamtspeicherkapazität zur Verfügung. Dieser Wert lässt sich bei der Verwendung von 16 Festplatten auf 94% steigern.

RAID5

RAID 6

Ein Raid 6 ist relativ performant und verkraftet zudem den Ausfall von zwei Festplatten. Im aufgeführten Beispiel stehen nur 50% der Gesamtspeicherkapazität Netto zur Verfügung. Erweitert man das RAID 6, so lässt sich dieser Wert aber deutlich erhöhen. Bei 16 Festplatten erhält man beispielsweise eine Netto-Kapazität von 88%. Für viele Server empfehlen wir den Einsatz eines RAID 6, da es relativ schnell ist und zudem den gleichzeitigen Ausfall von 2 Laufwerken verkraftet.

RAID6

 

RAID 10

Ein Raid 10 kombiniert die Vorteile eines RAID 1 mit denen eines RAID 0.  Pro RAID 1 Array kann eine Festplatte ausfallen, ohne das Datenverlust die Folge wäre – maximal also zwei. Es werden jedoch relativ viele Festplatten benötigt, nur 50% der Kapazität steht Netto zur Verfügung. Ein RAID 10 ist zwar relativ kostspielig, dafür aber auch sehr performant. Zu beachten ist, dass nur der Ausfall einer Festplatte pro RAID1 verkraftet wird.

RAID10

 

Gerne beraten wir Sie dazu, welche Konfiguration für Ihren Server sinnvoll ist.

 

Weitere Informationen / Quellen

Comparison of Intel ESRT2 and Intel® RST (Matrix) RAID

Intel RAID Products

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