RAID-Level 0, 1, 5, 6 und 10: Erklärung, Vor- und Nachteile :: ITv4.de
RAID-Level 0, 1, 5, 6 und 10: Erklärung, Vor- und Nachteile

In Server-Landschaften werden sehr oft mehrere Festplatten als RAID verwendet. RAID steht für Redundant Array of Independent Disks. Auf Deutsch, ein Zusammenschluss mehrerer Festplatten, um für eine Redundanz zu sorgen.

RAID-Level 0

RAID-Level 0 ist das einzige RAID-Level ohne Redundanz - daher auch Level 0. Hier werden lediglich mehrere Festplatten zu einem logischen Laufwerk zusammengestellt. Der Speicherplatz richtet sich an die Festplatte mit dem geringsten Speicherplatz mal der Anzahl der Festplatten. Die einzelnen Daten werden blockweise geteilt und wechselweise auf allen Festplatten gleichmäßig verteilt. Bei einem Ausfall einer Festplatte gehen somit die kompletten Daten verloren, da einzelne Segmente fehlen. Vorteil ist die Performance, da zum Schreiben und Lesen mehrere Festplatten parallel genutzt werden. Screenshot

RAID-Level 1

Beim RAID-Level 1 werden mehrere Festplatten miteinander gespiegelt. Somit steht nur den Speicherplatz einer Festplatte zur Verfügung, und zwar der der kleinsten Festplatte. Bei einem Ausfall einer Festplatte bleiben die Daten bestehen. Es dürfen maximal n-1 (n = Anzahl Festplatten) Festplatten ausfallen. Sind 4 Festplatten im RAID, dürfen bis zu 3 ausfallen. Screenshot

RAID-Level 5

Beim RAID-Level 5 werden mindestens 3 Festplatten benötigt. Dabei werden die Paritätsinformationen einer Datei auf einer Festplatte gespeichert, während auf den restlichen die Datei aufgeteilt gespeichert wird. Im Falle von drei Festplatten wird eine Datei zur Hälfte auf Festplatte 1 und zur anderen Hälfte auf Festplatte 2 gespeichert. Die Paritätsinformationen werden nicht alle auf einer Festplatte gespeichert, sondern im RAID verteilt.

Fällt nun eine Festplatte aus, wird der fehlende Block der Datei mithilfe der Paritätsinformation der Festplatte 3 wiederhergestellt. Jede Datei existiert somit zwei Mal in diesem RAID-Verbund. Der Speicherplatz beträgt daher (n-1) ⋅ c (n = Anzahl Festplatten; c = Kapazität kleinste Festplatte). Es darf höchstens eine Festplatte ausfallen. Screenshot

Zur Berechnung der Paritätsinformationen wird das XOR-Gatter angewendet:
Festplatte Bits Parität
HDD 0 00111010 A1
HDD 1 10011001 A2
HDD 2 10100011 Ap
HDD 0 (Ersatz) 00111010 A1

Zuerst wurde die Paritätsinformation für HDD 1 berechnet. Hierzu werden die Paritäten von HDD 0 und HDD 2 beachtet. Von beiden Festplatten beachtete man vertikal die Bits und geht sie nacheinander durch. Ich fange mit der ersten Zahl von jeder der beiden HDDs an. Diese sind 0 und 1 (rot markiert). Nur, wenn es nur eine 1 gibt, wird der Wert des ersten Bits für HDD 1 dann zur 1. Dies ist hier der Fall (türkis markiert).

Die nächsten Zahlen lauten 0 und 0 (lila markiert). Der zweite Wert für HDD 1 ist somit also 0 (orange markiert).

So geht man jetzt alle 8 Bits durch.

Fällt HDD 0 aus, wird für diese die Parität berechnet. Hierzu werden die Werte von HDD 1 und HDD 2 verwendet. Das Ergebnis habe ich schon einmal in die Tabelle eingetragen.

RAID-Level 6

Beim RAID-Level 6 werden 4 Festplatten benötigt, oft werden jedoch mehr als 6 Festplatten verwendet. Es basiert auf RAID-Level 5. Der Speicherplatz beträgt (n-2) ⋅ c (n = Anzahl Festplatten; c = Kapazität kleinste Festplatte). Hier sind, anders wie bei RAID 5, pro Festplatte zwei unterschiedliche Paritätsinformationen im Spiel. Daher können auch bis zu zwei Festplatte ausfallen. RAID 6 ist langsamer, aber ausfallsicherer als Level 5. Die Lesegeschwindigkeit ist schneller als die Schreibgeschwindigkeit. Screenshot

RAID-Level 10

RAID-Level 10 ist ein RAID-Verfahren kombiniert aus RAID-Level 1 (Spiegelung) und RAID-Level 0 (Zusammenführung). Ausgesprochen wird es "Eins Null", nicht "Zehn".

Bei RAID-Level 10 werden mindestens 4 Festplatten benötigt. Während jeweils 2 der 4 Festplatten gespiegelt werden (RAID 1), werden die 2 Arrays, welche aus jeweils 2 Festplatten bestehen, zusammengeführt (RAID 0). Da jeweils 2 Festplatten gespiegelt werden, darf pro Sub-Array maximal 1 Festplatte ausfallen. Screenshot

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Janis Mades
Janis Mades

Ich bin Janis (aka. EurenikZ), 23 Jahre alt und komme aus Frankfurt am Main. Ich habe eine abgeschlossene IHK-Ausbildung zum Fachinformatiker für Systemintegration und arbeite als Junior IT-Administrator in einem IT-Systemhaus. Neben meinem IT-Blog beschäftige ich mich viel mit diversen IT-Themen und meinen Webseiten sowie Telegram Bots und biete IT-Dienstleistungen an.

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