Grundlagen – RAID 0 bis 7

RAID im Überblick

Bernhard Haluschak war bis Anfang 2019 Redakteur bei der IDG Business Media GmbH. Der Dipl. Ing. FH der Elektrotechnik / Informationsverarbeitung blickt auf langjährige Erfahrungen im Server-, Storage- und Netzwerk-Umfeld und im Bereich neuer Technologien zurück. Vor seiner Fachredakteurslaufbahn arbeitete er in Entwicklungslabors, in der Qualitätssicherung sowie als Laboringenieur in namhaften Unternehmen.
Christian Vilsbeck war viele Jahre lang als Senior Editor bei TecChannel tätig. Der Dipl.-Ing. (FH) der Elektrotechnik, Fachrichtung Mikroelektronik, blickt auf langjährige Erfahrungen im Umgang mit Mikroprozessoren zurück.

RAID Level 5, 6 und 7

RAID Level 5 arbeitet ebenso wie RAID 4 mit einer blockweisen Verteilung der Nutzdaten. Es verzichtet jedoch auf ein dediziertes Parity-Laufwerk und verteilt die ECC-Daten zusammen mit den Nutzdaten gleichmäßig über die Laufwerke. Damit sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass gleichzeitig zwei Schreiboperationen auf dieselbe Platte erfolgen. Schreibzugriffe lassen sich also weitgehend parallelisieren. Zudem verteilt sich die mechanische Belastung der Platten gleichmäßig, da keine eine Sonderstellung als Parity-Laufwerk einnimmt.

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 Transaktionsservern gern zum Einsatz.

Kombi-Verfahren auf RAID-5-Basis

Ähnlich wie RAID 1 lässt sich auch RAID 5 sehr gut mit RAID 0 kombinieren. Das resultierende RAID 0+5 (aka RAID 50) bietet durch Stripen über RAID-5-Sets eine ähnlich gute Performance wie RAID 10, verursacht aber einen geringeren Kapazitäts-Overhead.

Durch den Zusammenschluss von drei oder mehr Mirror-Sets zu einem RAID 5 entsteht ein RAID 1+5 oder RAID 51. Es bietet gegenüber reinem RAID 5 eine nochmals gesteigerte Ausfallsicherheit, verursacht andererseits aber einen hohen Kapazitäts-Overhead.

RAID 5+5 alias RAID 55 entsteht durch Kombination mehrerer RAID-5-Sets zu einem RAID-5-Array. Es bietet die gleiche Ausfallsicherheit wie ein RAID 51, reduziert jedoch den dazu notwendigen Kapazitäts-Overhead etwas. Sein Hauptvorteil liegt allerdings darin, dass sich von den gestripten Stripe-Sets sehr schnell lesen lässt.

RAID 6 und RAID 7

RAID 6 stellt einen Versuch dar, gegenüber RAID 3 bis 5 die Ausfallsicherheit nochmals zu erhöhen. Bei diesen Verfahren darf nur eine Platte des Arrays ausfallen, da sich sonst die Daten nicht mehr per XOR rekonstruieren lassen. RAID 6 umgeht diese Einschränkung, indem es ein RAID 5 um zusätzliche, über die Platten verteilte Parity-Informationen auf Basis von Reed-Solomon-Codes ergänzt. Man spricht hier auch von einer "zweidimensionalen Parity". Vereinfacht kann man sich das als ein RAID 5 vorstellen, das um eine weitere Parity-Platte ergänzt wurde.

Zwar dürfen bei RAID 6 nun zwei beliebige Platten des Verbunds ausfallen, ohne dass Datenverluste auftreten. Die zusätzliche Sicherheit muss allerdings mit gegenüber RAID 3 bis 5 deutlich langsameren Schreibzugriffen sowie einer mageren Performance bei der Rekonstruktion erkauft werden. Eine Software-Variante von RAID 6 implementiert ab Linux 2.6.2 auch der entsprechende Metadisk-Treiber.

Auch das proprietäre RAID 7 ist ähnlich wie RAID 5 aufgebaut. Allerdings setzt der Hersteller Storage Computer im Controller zusätzlich ein lokales Echtzeitbetriebssystem ein. Schnelle Datenbusse und mehrere große Pufferspeicher koppeln die Laufwerke vom Bus ab. Dieses asynchrone Verfahren soll Lese- wie Schreiboperationen gegenüber anderen RAID-Varianten erheblich beschleunigen. Zudem lässt sich, ähnlich wie bei RAID 6, die Paritätsinformation auch auf mehrere Laufwerke speichern.

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