Blockgröße im Raid, Raid 0, Raid 1 und Raid 5

Blockgröße im Raid

Blockgröße im Raid - Bild: © Depositphotos.com/akova777 (Oleksandr Kovalchuk)

Die richtige Blockgröße im RAID

Der Verbund von mehreren (billigen) Platten zu einer größeren logischen Platte wird RAID genannt, als Abkürzung zu Redundant Array of Inexpensive Disks. Je nachdem, welche I/O- Werte erreicht werden sollen, wird die Anzahl der Platten gewählt: Der Performance-Bedarf bestimmt die Anzahl der Platten, die Kapazität die dabei gewählte Größe. Mindestens zwei Speichermedien bilden ein RAID-System, der leistungsfähiger ist, als jede Platte allein.

Die Größe der Festplatten

Die physische Größe der Sektoren, mit denen Festplatten arbeiten, beträgt normalerweise 512 Byte. Sind die physikalische und die logische Größe gleich, läuft alles unproblematisch. Inzwischen gibt es Festplatten im neueren Advanced-Format, welche intern mit 4 KiB arbeiten, nach außen jedoch weiterhin mit 512 Byte (Advanced-Format 512e). Mit der Größe von 4 KiB oder 8 KiB arbeiten auch die Solid-State-Drives (SSD). Die Blockgröße von 4 KiB wird auch von den NTFS von Microsoft und vom ext4 für Linux genutzt. Allerdings passen die Blöcke dieser Größe nicht direkt in die Festplattensektoren, selbst wenn diese ebenfalls eine Größe von 4 KiB haben, das gilt auch für die 8 KiB Pages der SSD. Wird ein einzelner Block dieser 4 KiB-Dateisysteme beschrieben, müssen gleich zwei der 4 KiB Pages oder Sektoren modifiziert werden. Auch die Blöcke mit 512 Byte müssen erhalten bleiben, so dass eine verminderte Performance daraus folgt.

RAID 0: Schnell und günstig

Wer auf Geschwindigkeit setzt, weil er große Anwendungen wie Photoshop, Programme für den Audio- und Videobereich oder aufwändige Spiele nutzen will, sollte RAID 0 einsetzen, auch wenn diese andere Nachteile hat, die unten beschrieben werden. In RAID 0 werden mindestens zwei Festplatten zu einer logischen Festplatte verbunden und wirken wie eine einzige. Da der Controller die Daten verteilen kann, erhöhen sich die Transferraten und das Lesen großer Datenmengen geht erheblich schneller. Da immer nur der Speicher der kleineren Platte nutzt, ist es sinnvoll, Festplatten von gleicher Größe zu wählen. In der Regel sind zwei Platten von 250 GByte ausreichend, da nur wenige Anwendungen mehr Speicherplatz brauchen. Fällt allerdings eine Festplatte aus, sind sämtliche Daten aus dem RAID 0 verloren. Wer kein regelmäßiges Backup auf einer anderen Festplatte macht, hat dann Pech gehabt. Deswegen sollten auf einem solchen System nur solche Anwendungen gespeichert werden, die sich problemlos wieder herstellen lassen.

RAID 1: Sicher und günstig

RAID 1, auch als Spiegel-RAID bezeichnet, werden die Daten vom Controller parallel auf beide Platten geschrieben. Zwar stehen sämtliche Daten damit auf der zweiten zur Verfügung, falls eine ausfallen sollte, doch der gesamte Speicher ist ebenfalls nur halb so groß. Wird ein intelligenter Controller eingesetzt, ist dieser in der Lage, von den gespiegelten Festplatten parallel zu lesen, so dass die Lesegeschwindigkeit deutlich schneller ist. Diese Version eignet sich vor allen Dingen für private Anwender, die hohe Ansprüche an die Sicherheit ihres PCs oder Servers haben, da sie immer noch verhältnismäßig günstig ist. Es werden mindestens zwei Festplatten benötigt, welche die gleiche Größe haben sollten. Weil die Daten parallel gespiegelt werden, ist die Kapazität allerdings nur die Hälfte des gesamten Speicherplatzes. Diese Version ist – ebenso wie RAID 5 – speziell gedacht, den Ausfall eines Laufwerkes zu kompensieren, daher ist das Risiko eines Datenverlustes hierbei relativ gering. Werden die Daten jedoch absichtlich gelöscht oder attackieren Viren die Festplatten, sind diese auch mit RAID 1 nicht sicher, sondern nur ein Backup auf externe Datenträger.

RAID 5: Sicher und schnell

Mit RAID 5 wird das beste aus RAID 0 und RAID 1 miteinander verbunden: Diese RAID ist nicht nur schnell, sondern auch sicher. Der Controller schreibt nicht nur die Daten auf eine Festplatte, sondern auch die Parität, eine Prüfsumme, die er erstellt. Er wechselt bei der Speicherung so zwischen den Platten, dass er dabei sämtliche Paritäten und Daten gleichmäßig verteilt. Sollte eine Festplatte ausfallen, kann der RAID-Controller anschließend aus den Paritäten und den noch vorhandenen Daten die verlorenen Informationen rekonstruieren und auf ein neues Laufwerk schreiben. Allerdings dauert dieser Vorgang, auch Rebuild genannt, meistens mehrere Stunden. Dafür gehen aber keine Daten verloren. Sollen sowohl Sicherheit als auch Geschwindigkeit erreicht werden, ist RAID 5 die richtige Wahl für Highend-Spiel-PCs, aber vor allen Dingen AV-Workstations und Datenbank-Server. Hierfür werden mindestens drei Festplatten von gleicher Größe benötigt, es dürfen allerdings auch mehr sein, und ein Hardware-Controller. Wer wissen will, wie groß bei RAID 5 die gesamte nutzbare Kapazität ist, subtrahiert von der Anzahl der verwendeten Festplatten 1 und multipliziert das mit der Kapazität der kleinsten Festplatte. Bei vier Festplatten mit jeweils 1 TB sind das 4 minus 1 gleich 3 mal 1 TB: 3 TB stehen für Nutzdaten und ein TB für Parität zur Verfügung.

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