RAID 0, RAID 1 und RAID 5 erklärt

Festplatten (HDDs) und Solid State Drives (SSDs) mögen winzige, kompakte technologische Wunderwerke sein, die mit allen möglichen innovativen Neuerungen ausgestattet sind, aber trotz all ihrer Intelligenz sind sie unglaublich dumm. Wenn gerade im ungünstigsten Moment der Strom ausfällt, eine Festplatte ausfällt oder ein Stromstoß auftritt, können Ihr Betriebssystem, Ihre Anwendungen und sogar Ihre wertvollen Daten von der Bildfläche verschwinden. Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, Ihre Festplatten so zu verwalten, dass diese datenvernichtenden Momente nicht ganz so katastrophal sind. Sprechen wir über RAID.

RAID steht für zwei Dinge, je nachdem, wie Sie es sehen: entweder für „Redundant Array of Independent Disks“ (redundante Anordnung unabhängiger Festplatten) oder für „Redundant Array of Inexpensive Disks“ (redundante Anordnung preiswerter Festplatten). Der Unterschied ist subtil, aber Sie können die Bezeichnung verwenden, die Ihnen besser gefällt, je nachdem, wie viel Sie für die betreffenden Laufwerke bezahlt haben. Und „Laufwerke” im Plural ist hier der entscheidende Hinweis, denn mit nur einem Laufwerk kann man mit RAID nichts Sinnvolles anfangen. Man braucht mehrere Laufwerke.

Im Wesentlichen ermöglicht RAID Ihnen, Ihre Laufwerke so einzurichten, dass entweder die Geschwindigkeit oder die Zuverlässigkeit Ihrer Laufwerke verbessert wird, wobei drei Techniken zum Einsatz kommen: Striping, Mirroring und Parity. Sofern Sie über genügend Laufwerke verfügen, können diese verschiedenen Techniken kombiniert werden, sodass Sie über ein schnelles Laufwerksarray verfügen, das auch einen gewissen Schutz vor Fehlern und Defekten bietet. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass RAID allein keinen ausreichenden Schutz für wichtige Daten bietet und Sie zusätzlich einen Backup-Plan haben sollten.

Nachdem das nun geklärt ist, lassen Sie uns über die verschiedenen verfügbaren RAID-Level sprechen.

RAID 0 stand kurzzeitig im Rampenlicht, da es eine großartige Möglichkeit bot, die Leistung von Festplatten fast zu verdoppeln, zu einer Zeit, als SSDs zwar in Aussicht standen, aber noch zu teuer waren. Im Wesentlichen werden zwei identische Laufwerke parallel verwendet und die Daten auf beide Laufwerke aufgeteilt (gestreift), um eine deutliche Leistungssteigerung zu erzielen. Bei einigen Vorgängen hat sich die Leistung im besten Fall fast verdoppelt, was ausreichte, um RAID 0 als die erste Wahl für Leistungsfanatiker zu etablieren.

Das Problem mit RAID 0 ist, dass es aus Sicht der Fehlertoleranz weitaus schlechter ist als der Betrieb einer einzelnen Festplatte. In einer RAID 0-Konfiguration fällt bei Ausfall einer Festplatte das gesamte Array aus, da die Daten über alle Festplatten verteilt sind. Allein aus diesem Grund ist es trotz der versprochenen hohen Leistung keine praktikable Option für unternehmenskritische Systeme.

Der Hauptgrund dafür, dass RAID 0-Systeme heutzutage weitgehend in den Hintergrund getreten sind, zumindest bei den meisten Verbraucherkonfigurationen, ist, dass moderne SSDs mehr als genug Rohdurchsatz bieten, sodass solche Konfigurationen nicht mehr erforderlich sind. Wenn man bedenkt, dass die neuesten PCIe 5.0-SSDs, wie beispielsweise die MP700 PRO SE, Lesegeschwindigkeiten von bis zu 14.000 MB/s und Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 12.000 MB/s erreichen können, wird deutlich, dass die Geschwindigkeit kein Problem darstellt.

RAID 1-Konfigurationen legen viel mehr Wert auf Zuverlässigkeit als auf Leistung und beinhalten die Spiegelung der Daten auf einer oder mehreren Festplatten, sodass das Array auch bei Ausfall einer Festplatte weiterhin nutzbar ist. In der Regel werden nur zwei Festplatten verwendet, da eine größere Anzahl keine besonders effiziente Nutzung der Laufwerke darstellt. Das Hinzufügen weiterer Laufwerke zu einem gespiegelten Array erhöht nicht die Gesamtkapazität, sondern lediglich die Redundanz.

Die Verwendung einer RAID 1-Konfiguration bietet jedoch einige Leistungsvorteile, insbesondere in Bezug auf die Leseleistung. Verschiedene Laufwerke im gespiegelten Set können gleichzeitig auf unterschiedliche Bereiche zugreifen, was zu einer Steigerung der Lesegeschwindigkeit führt. Die Schreibleistung wird dadurch jedoch nicht verbessert.

Es ist erwähnenswert, dass RAID 0 und RAID 1 kombiniert werden können, sodass Sie sowohl RAID 10 (Striping von Spiegeln) als auch RAID 01 (Spiegelung von Stripe-Sets) erhalten können. RAID 10 wird aufgrund seiner überlegenen Fehlertoleranz in der Regel gegenüber RAID 01 bevorzugt, da bei einer RAID 01-Konfiguration bei Ausfall eines gespiegelten Sets das gesamte Array ausfällt. Solche RAID-Konfigurationen sind jedoch in Consumer-PCs und NAS-Konfigurationen selten, da sie hinsichtlich der Anzahl der benötigten Laufwerke nicht sehr effizient sind. Damit kommen wir nahtlos zum nächsten RAID-Typ...

Neben RAID 0 und RAID 1 gibt es noch weitere RAID-Level, die zwar klar definiert sind, in der Praxis jedoch kaum zum Einsatz kommen. Eine Ausnahme bildet RAID 5, da es eine angemessene Leistungssteigerung und Zuverlässigkeit bei effizienter Nutzung der Laufwerke bietet. RAID 5 verwendet Block-Level-Striping mit verteilter Parität, sodass es den Ausfall einer einzelnen Festplatte überstehen und die Daten nach dem Austausch des Laufwerks wiederherstellen kann. Für RAID 5 sind mindestens drei Festplatten erforderlich.

RAID 5 ist besonders nützlich in NAS-Geräten, wo sich seine Zuverlässigkeit, Leistung und Kapazitätsvorteile auszahlen. Wenn eine Festplatte ausfällt, kann das defekte Gerät ausgetauscht und wiederhergestellt werden, ohne dass das gesamte Array offline genommen werden muss. RAID 5 wird von vielen modernen Motherboards und Betriebssystemen durch Software-RAID unterstützt, wodurch es ohne einen dedizierten Controller zugänglich ist. Für anspruchsvollere Konfigurationen wird Hardware-RAID über eine dedizierte RAID-Karte verwaltet und bietet eine bessere Leistung, erweiterte Funktionen und eine höhere Zuverlässigkeit. Diese Flexibilität hat dazu beigetragen, dass RAID 5 eine beliebte Wahl für Verbraucher und Prosumer ist, die mehr als nur ein einziges Laufwerk benötigen.

Das war's auch schon. Ein kurzer Überblick über den aktuellen Stand von RAID für Verbraucher. Beachten Sie, dass RAID für die meisten von uns bei normalen Anwendungen in Laptops oder Desktops nicht erforderlich ist. Wenn Sie jedoch zusätzliche Redundanz benötigen, ist RAID 5 die richtige Wahl, da es sowohl eine Leistungssteigerung als auch einen gewissen Schutz vor dem Ausfall einzelner Laufwerke bietet.