RAID

aus SecuPedia, der Plattform für Sicherheits-Informationen

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RAID-Laufwerk (Bild: Geutebrück GmbH)

RAID ist die Abkürzung für Redundant Array of Independent Disks. Es steht für ein Verfahren der Datenspeicherung auf mehreren einzelnen Festplatten, die zu einer einzigen logischen Einheit zusammengefasst werden. Ein RAID-Controller steuert die Schreib- und Lesevorgänge, so dass das Gesamtsystem eine höhere Ausfallsicherheit oder einen größeren Datendurchsatz erlaubt als das einzelne physische Speichermedium. RAID ist folglich mehr als reine Datensicherung. Beim Ausfall einer Festplatte bleibt die Systemfunktionalität im Ganzen erhalten (Ausnahme: RAID 0). Nach Ersatz der ausgefallenen Festplatte wird der ursprüngliche Zustand des Speichersystems durch einen Rebuild wiederhergestellt.

RAID-Level

Je nach Zielsetzung verwendet man unterschiedliche RAID-Level. Betrachtet man alle Kombinationsmöglichkeiten, so gibt es rund ein Dutzend davon. Vier Typen werden besonders häufig verwendet:

RAID 0 oder Striping

Kennzeichen / Vor- und Nachteile:

  • Hoher Datendurchsatz: Daten werden auf mehrere Festplatten verteilt mit dem Ziel, eine hohe Datenübertragungsgeschwindigkeit zu erreichen. Der Flaschenhals beim Speicherzugriff ist die mechanische Beschränkung der Festplatte (die Geschwindigkeit der Schreib-/Lese-Einheit). Durch das parallele Ansteuern mehrerer Platten wird deren Geschwindigkeit quasi „aufaddiert“.
  • Keine Datensicherheit: Im Gegenteil, denn beim Ausfall einer Festplatte gehen nicht nur alle Daten verloren, die dort gespeichert waren, sondern deutlich mehr, da die Datensätze auf mehrere Festplatten verteilt sind. Fällt eine Platte aus, so sind sämtliche Datensätze betroffen, von denen Fragmente auf dieser Platte gelagert waren – meist sogar der gesamte Plattenverbund. Eine Wiederherstellung nicht betroffener Datensätze ist nur in aufwändigen Verfahren möglich.
  • Kein sinnvoller Einsatzbereich in der Videosicherheit: RAID 0 ist aufgrund der mangelnden Ausfallsicherheit nicht für den Einsatz in Videosicherheitssystemen zu empfehlen.


RAID 1 oder Spiegelung

Kennzeichen / Vor- und Nachteile:

  • Doppelung der Daten: Alle Daten werden gespiegelt, also doppelt abgelegt.
  • Höchste Ausfallsicherheit: Dieses Verfahren bietet eine sehr hohe Ausfallsicherheit bei gleichzeitiger hoher Performance.
  • Hohe Kosten: Verdoppelung der Anzahl an Festplatten
  • Halbierte Nettokapazität: Zur Speicherung der Nutzdaten steht nur die Hälfte der Gesamtkapazität aller physikalisch vorhandenen Festplatten zur Verfügung.
  • Spezieller Einsatzbereich: Das Verfahren ist dann sinnvoll, wenn der gesamte Datenbestand, ohne Betriebsunterbrechung des Systems, für eine externe Verwendung entnommen werden soll, z.B. zur Beweissicherung.


Raid 5 und Raid 6 – vielfach Standard

Kennzeichen / Vor- und Nachteile:

  • Ausfallsicherheit: Nutzdaten und Paritätsdaten (die bei der Datenspeicherung erzeugt werden) sind über alle Festplatten verteilt gespeichert. Mithilfe der Paritätsdaten können alle Daten vollständig wiederhergestellt werden, auch wenn eine Festplatte ausfällt (RAID 5). Bei einem RAID 6 können sogar zwei Festplatten gleichzeitig ausfallen – hier sind die Paritätsdaten doppelt vorhanden.
  • Kontinuierlicher Datenzugriff: Wird eine defekte Festplatte ersetzt, startet das System automatisch mit dem Rebuild (Wiederherstellungsprozess) der Paritätsdaten, um nach Abschluss dieses Vorgangs wieder die ursprüngliche Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Während des gesamten Zeitraums kann weiterhin auf alle Nutzdaten zugegriffen werden.
  • Begrenzte Kosten: Die nutzbare Nettokapazität zur Speicherung der Nutzdaten ist abhängig vom gewählten RAID-Level: Bei RAID 5 ist es n-1, bei RAID 6 n-2, wobei n die Gesamtzahl der vorhandenen Festplatten angibt. Bei einem RAID-System mit insgesamt 16 Festplatten werden 2 Festplatten zur Herstellung des RAID-Levels 6 benötigt, sodass eine Nettokapazität von 14 Festplatten zur Speicherung der Nutzdaten bleibt.
  • Ausgewogenheit: Anwender, für die Ausfallsicherheit, Datendurchsatz und Wirtschaftlichkeit gleichermaßen wichtig sind, verwenden oft RAID 5 oder RAID 6.


Ausstattung

Da die Leistung von RAID-Systemen vom reibungslosen Zusammenspiel der Festplatten abhängt, empfiehlt es sich, ausschließlich identische Festplatten zu verwenden. Identisch heißt: Gleicher Hersteller, gleiche Kapazität, gleiche Typennummer und möglichst auch die gleiche Firmware-Version.

Sogenannte „Enterprise“-Festplatten, die für den Einsatz in RAID-Systemen zertifiziert sind, zeichnen sich üblicherweise durch eine höhere Lebensdauer und Ausfallsicherheit aus als „Desktop“-Festplatten.


CloudRAID

Unter der Bezeichnung “CloudRAID” hat das Hasso Plattner Institut in Potsdam gemeinsam mit der Bundesdruckerei ein Softwaresystem entwickelt, das ähnlich wie ein RAID arbeitet, aber statt einem Array von Festplatten Cloud-Speicher verwendet. Es stellt eine Zwischeninstanz zwischen Anwendern und Anbietern von Speicherressourcen in der Cloud dar. Ein erster CloudRAID-Prototyp funktioniert mit Desktop-PCs, Web-Browsern und mobilen Endgeräten (Android und iOS). Alle Dateien eines Nutzers werden in Blöcke aufgespalten und verschlüsselt. Danach werden die Datenpakete auf verschiedene, voneinander unabhängige Dienstleister verteilt. Die Daten können über verschiedene Geräte hinweg synchronisiert sowie mit anderen Nutzern geteilt werden. Dabei verbleibt das Schlüsselmaterial ausschließlich beim Nutzer selbst oder wird auf sichere Weise an autorisierte Nutzer weitergegeben, sodass Speicher- und Dienstbetreiber von CloudRAID selbst niemals auf Inhalte zugreifen können.[1]


RAID und Datensicherung

Auch in RAID-Systemen können Festplatten ausfallen. Der RAID-Verbund stellt deshalb in erster Linie eine Maßnahme dar, um die Verfügbarkeit im laufenden Betrieb sicher zu stellen. RAID-Verbünde stellen keine Maßnahmen zum Disaster Recovery oder Backup dar.


Einzelnachweis

  1. SecuPedia Aktuell: Sicherungssystem für die Cloud


Siehe auch



Diese Seite wurde zuletzt am 20. November 2015 um 11:43 Uhr von Peter Hohl geändert. Basierend auf der Arbeit von Oliver Wege, Markus Albert und Christoph Bast.

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