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RAID ist eine Technologie zur Datenredundanz und Leistungssteigerung, die durch die Kombination mehrerer physischer [[festplatte|Festplatten]] zu einem logischen Laufwerk erreicht wird. Diese Technologie wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, von Unternehmensservern bis hin zu persönlichen Computern und Netzwerkspeichergeräten.

Es gibt Hardware-RAID (RAID-Controller Steckkarte) und Software-RAID.

=====Konzept=====

RAID basiert auf verschiedenen Konfigurationsniveaus, die als RAID-Level bezeichnet werden. Jedes RAID-Level bietet **unterschiedliche Vor- und Nachteile in Bezug auf Datenredundanz, Leistung und Speicherausnutzung**. Die wichtigsten RAID-Level sind:

  * RAID 0 (Striping): Daten werden über mehrere Festplatten verteilt, um die Leistung zu steigern, jedoch ohne Redundanz. RAID 0 bietet eine verbesserte Leistung, erhöht aber das Risiko eines Datenverlusts, da der Ausfall einer einzigen Festplatte zum Verlust aller Daten führt.
  * RAID 1 (Mirroring): Daten werden gleichzeitig auf zwei Festplatten dupliziert, um Redundanz bereitzustellen. RAID 1 bietet eine hohe Datensicherheit, da Daten im Falle eines Festplattenausfalls von der gespiegelten Festplatte wiederhergestellt werden können, allerdings zu Kosten der verfügbaren Speicherkapazität und Leistung.
  * RAID 5: Daten werden über mehrere Festplatten verteilt, wobei Paritätsinformationen verwendet werden, um Datenredundanz bereitzustellen. RAID 5 bietet eine gute Kombination aus Leistung, Kapazität und Redundanz und ist in vielen Unternehmensumgebungen weit verbreitet.
  * RAID 6: Ähnlich wie RAID 5, aber mit zusätzlicher Parität, um die Fehlertoleranz zu erhöhen. RAID 6 kann den Ausfall von zwei Festplatten verkraften, was die Datenintegrität weiter verbessert, jedoch mit einem etwas höheren Overhead verbunden ist.
  * RAID-DP (Double Parity): Eine Erweiterung von RAID 4 oder RAID 5, die zwei Paritätsinformationen pro Datenblock verwendet. Dies bietet eine erhöhte Fehlertoleranz, da RAID-DP den Ausfall von zwei Festplatten verkraften kann. Siehe [[https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/RAID-DP|Thomas-Krenn Wiki]]

Weitere Varianten:

  * RAID 10 (RAID 1+0): Eine Kombination aus RAID 1 (Mirroring) und RAID 0 (Striping), die die Vorteile beider Konfigurationen vereint, jedoch mit höheren Kosten verbunden ist.
  * RAID 50: Eine Kombination aus RAID 5 und Striping, die eine verbesserte Leistung im Vergleich zu RAID 5 bietet.
  * RAID 60: Eine Kombination aus RAID 6 und Striping, die eine verbesserte Fehlertoleranz im Vergleich zu RAID 6 bietet.

=====Speicherungstechniken=====

RAID-Systeme verwenden eine oder mehrere der folgenden 3 Speicherungstechniken.

====Spiegelung====

Bei der Spiegelung (engl. Mirroring) wird ein Datensatz «AB» komplett auf zwei verschiedenen Festplatten abgespeichert. Beim Ausfall einer Platte gehen keine Informationen verloren, da der ganze Datensatz auch auf der zweiten Platte vorhanden ist.

====Streifen====

Beim Streifen (engl. Striping) wird ein Datensatz «AB» aufgeteilt und auf mehrere aufeinanderfolgende Festplatten gespeichert. Beim Ausfall einer Platte sind alle Informationen verloren, da sämtliche Platten benötigt werden um den Datensatz vollständig lesen zu können.

Mit Streifen wird die Lese- und Schreibgeschwindigkeit erhöht, da von mehreren Festplatten gleichzeitig gelesen werden kann.

====Parität====

Parität (engl. Parity) ergänzt jeden Streifen mit der Möglichkeit in einen Datensatz verlorene Informationen wiederherzustellen. Ein Datensatz «AB» wird mit Streifen auf mehrere Platten verteilt. Auf einer zusätzlichen Platte wird für jeden Streifen ein Paritätswert «P» errechnet. Fällt eine Platte aus, kann mit Hilfe der Parität die fehlende Information errechnet werden.

Ein vereinfachtes Beispiel: Sie speichern auf zwei Festplatten je eine Zahl: 4 und 7. Auf der dritten Paritäsplatte speichern Sie die Summe der beiden Zahlen: 11. Fällt eine der beiden Platten aus, können Sie mit Hilfe der Summe die fehlende Zahl berechnen.

=====RAID0=====

Bei einem RAID 0 werden mindestens 2 Festplatten benötigt. Die Daten werden dabei auf mehrere Festplatten verteilt, wenn eine Festplatte ausfällt, wären alle Daten verloren. Ein RAID 0 ist ein Verfahren ohne irgendeinen Schutz vor Verlust, da aber von beiden Festplatten gleichzeitig gelesen werden kann, ist die Lese- und Schreibgeschwindigkeit sehr hoch.

  * Technik: Streifen
  * Vorteil: Extrem schnell
  * Nachteil: Keine Ausfallsicherheit von Daten
  * Anwendungsbeispiel: Laufwerk für Datenbankserver

{{raid0.png}}

=====RAID1=====

Bei einem RAID 1 werden mindestens 2 Festplatten benötigt. Dieselben Daten werden dabei auf beiden Festplatten gespeichert. Dies hat Vor- und Nachteile: Einerseits sind die Daten noch vorhanden, wenn eine Festplatte ausfallen würde, andererseits braucht man die doppelte Anzahl Festplatten, weil die effektive Speicherkapazität halbiert wird.

  * Technik: Spiegelung
  * Vorteil: Schnell mit Ausfallsicherheit
  * Nachteil: Tiefe Nutzungskapazität
  * Anwendungsbeispiel: Laufwerk für das Betriebssystem

{{raid1.png}}

=====RAID5=====

Bei einem RAID 5 benötigt man mindestens 3 Festplatten. Die Daten werden auf alle Festplatten verteilt. Zusätzlich wird ein Paritätswert errechnet und gespeichert. Wenn eine Festplatte ausfallen sollte, kann der RAID-Kontroller anhand dieser Parität die fehlenden Daten errechnen. Dieses Verfahren benötigt zwar eine Festplatte weniger als ein entsprechendes RAID 1 System, es muss aber für alle Daten eine Paritätswert berechnet werden, was mehr Rechenleistung benötigt. Ein RAID 5-System kann aus maximal 16 Festplatten bestehen.

Bei RAID-5-Systemen sind **Konfigurationen mit 3 oder 5 Festplatten** häufig anzutreffen – das ist kein Zufall, denn die **Anzahl der Festplatten hat einen Einfluss auf die Schreibleistung**.

  * Technik: Streifen mit Parität
  * Vorteil: Ausfallsicherheit
  * Nachteil: Langsame Schreibgeschwindigkeit
  * Anwendungsbeispiel: Laufwerke für Archivsysteme

{{raid5.png}}

=====RAID6=====

Ähnlich wie RAID 5, aber mit **zusätzlicher Parität**, um die Fehlertoleranz zu erhöhen. RAID 6 kann den Ausfall von zwei Festplatten verkraften, was die Datenintegrität weiter verbessert, jedoch mit einem etwas höheren Overhead verbunden ist.
=====RAID10=====

Das RAID 10 vereint das RAID 0 und 1 miteinander. Dafür werden mindestens 4 Festplatten benötigt. Die Daten werden zuerst mit Streifen in 2 Teile aufgeteilt (RAID 0) und anschliessend gespiegelt abgespeichert (2 x RAID 1). Diese Variante überzeugt durch seine Geschwindigkeit, ist aber mit höheren Kosten verbunden.

  * Technik: Spiegelung, Streifen
  * Vorteil: Sehr schnell mit Ausfallsicherheit
  * Nachteil: Nutzungskapazität gering
  * Anwendungsbeispiel: Laufwerke für virtuelle Server

{{raid10.png}}

=====Links=====

  * [[https://www.youtube.com/watch?v=U-OCdTeZLac|Basics - Youtube]]
  * [[https://www.thomas-krenn.com/de/wiki/RAID|Thomas-Krenn WIKI]]
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