Was ist RAID? Funktionsweise und Grenzen
Autor: Redaktion Domeny.ForSale Veröffentlicht
Kurz gesagt: RAID verbindet mehrere Laufwerke zu einem Verbund, also einem gemeinsamen System zur Datenspeicherung. Je nach gewähltem Level kann es die Leistung steigern, den Weiterbetrieb nach einem Laufwerksausfall ermöglichen oder beide Vorteile verbinden. Nicht jedes RAID schützt vor Ausfällen, und keines ersetzt ein unabhängiges Backup.
Wie funktioniert RAID und wozu dient es?
RAID steht für Redundant Array of Independent Disks, also einen redundanten Verbund unabhängiger Laufwerke. Das Betriebssystem sieht diesen Verbund in der Regel als einen logischen Datenträger. Daten werden auf die Laufwerke verteilt, vervielfältigt oder zusammen mit Informationen gespeichert, die ihre Wiederherstellung ermöglichen.
Wie die Daten gespeichert werden, bestimmt der RAID-Level. Die Nummer des Levels ist keine Qualitätsbewertung: RAID 10 ist nicht einfach eine „bessere Version“ von RAID 6. Jede Variante nutzt die Laufwerkskapazität anders und verkraftet Laufwerksausfälle auf unterschiedliche Weise.
RAID-Verbünde kommen in Servern, Workstations und NAS-Geräten vor, also Dateispeichern, die über das Netzwerk zugänglich sind. Eine wichtige Aufgabe ist es, Daten bei einem Laufwerksausfall weiterhin verfügbar zu halten. Die Leistung hängt jedoch auch vom Laufwerkstyp, der Verwaltung des Verbunds und den ausgeführten Operationen ab — RAID allein garantiert keine Beschleunigung.
Gängige RAID-Level: Kapazität und Ausfallsicherheit
Am häufigsten werden RAID 0, 1, 5, 6 und 10 verglichen. In der Tabelle bezeichnet N die Anzahl der Laufwerke und S die Kapazität des kleinsten Laufwerks. Die angegebenen Werte gelten für typische Konfigurationen und berücksichtigen nicht den Speicherplatz, den Dateisystem und Metadaten belegen.
| Level | Mindestanzahl der Laufwerke | Nutzbare Kapazität | Tolerierte Laufwerksausfälle |
|---|---|---|---|
| RAID 0 | 2 | N × S | Keine |
| RAID 1 | 2 | S bei vollständiger Spiegelung | Bei zwei Laufwerken: Ausfall eines Laufwerks |
| RAID 5 | 3 | (N − 1) × S | Ausfall eines Laufwerks |
| RAID 6 | 4 | (N − 2) × S | Ausfall zweier Laufwerke |
| RAID 10 | 4 | N/2 × S | Hängt davon ab, welche Laufwerke ausfallen |
RAID 0 teilt Daten in Blöcke auf und speichert sie auf verschiedenen Laufwerken. Dadurch lässt sich deren gesamte Kapazität nutzen, und die Geschwindigkeit kann steigen. Redundante Daten werden jedoch nicht gespeichert. Fällt ein Laufwerk aus, geht der Zugriff auf alle oder einen Teil der Daten im Verbund verloren; man sollte davon ausgehen, den gesamten Datenbestand wiederherstellen zu müssen.
RAID 1 speichert dieselben Daten auf den Laufwerken eines Spiegelverbunds. Bei einer typischen Konfiguration mit zwei Laufwerken bleiben die Dateien nach dem Ausfall eines Laufwerks zugänglich. Dafür lässt sich nur die Hälfte der Gesamtkapazität nutzen.
RAID 5 und RAID 6 verwenden Parität, also zusätzliche mathematische Informationen, mit denen sich fehlende Daten rekonstruieren lassen. RAID 5 toleriert den Ausfall eines Laufwerks, RAID 6 den Ausfall zweier Laufwerke. Das Berechnen und Schreiben der Paritätsinformationen kann die Schreibleistung verringern, besonders bei vielen kleinen Operationen.
RAID 10 kombiniert gespiegelte Laufwerkspaare mit der Verteilung der Daten auf diese Paare. In der typischen Konfiguration benötigt es eine gerade Anzahl von Laufwerken. Es kann den Ausfall mehrerer Laufwerke verkraften, solange in jedem Paar ein funktionsfähiges Laufwerk verbleibt. Fallen beide Laufwerke eines Paars aus, geht der gesamte Verbund verloren.
Welches RAID eignet sich für ein NAS zu Hause oder im Unternehmen?
Stell dir ein NAS mit zwei Laufwerken von jeweils 4 TB vor. RAID 1 bietet etwa 4 TB Kapazität vor Abzug des systembedingten Speicherbedarfs und ermöglicht den Weiterbetrieb nach dem Ausfall eines Laufwerks. RAID 0 bietet etwa 8 TB, doch der Ausfall eines beliebigen Laufwerks gefährdet den gesamten Datenbestand. Für Familienfotos ist eine Spiegelung zusammen mit einem separaten Backup die vernünftigere Wahl. Für wiederherstellbare Arbeitsdateien kann RAID 0 infrage kommen.
Bei einer größeren Anzahl von Laufwerken helfen drei Fragen bei der Entscheidung:
- Lassen sich die Daten leicht wiederherstellen? Wenn nicht, plane zuerst das Backup und erst danach den RAID-Level.
- Wie lange darf der Dienst ausfallen? Da RAID 6 den Ausfall zweier Laufwerke toleriert, bietet es während des Wiederaufbaus mehr Sicherheitsreserve als RAID 5.
- Was ist wichtiger: Kapazität oder eine hohe Schreibleistung? RAID 5 und 6 nutzen den Speicherplatz effizienter als Spiegelverbünde. RAID 10 kann dagegen bei vielen Schreiboperationen vorteilhaft sein.
Gehe nicht davon aus, dass sich unterschiedliche Laufwerkskapazitäten einfach addieren. In klassischen RAID-Verbünden werden größere Laufwerke meist nur bis zur Kapazität des kleinsten genutzt. Welche Level unterstützt werden, wie sich der Verbund erweitern lässt und welche Laufwerke kompatibel sind, steht in der Dokumentation des jeweiligen NAS oder Controllers.
Was passiert nach einem Laufwerksausfall?
Ein Verbund mit ausreichender Redundanz, also zusätzlichen Daten zur Absicherung gegen Ausfälle, kann in einem degradierten Zustand weiterarbeiten. Das bedeutet, dass der Schutz vor einem weiteren Ausfall teilweise oder vollständig verloren geht. Häufig sinkt auch die Leistung. Nach dem Austausch des defekten Laufwerks beginnt der Wiederaufbau: Die fehlenden Daten werden auf das neue Laufwerk geschrieben.
Der Wiederaufbau beansprucht die verbleibenden Laufwerke stark. Wie lange er dauert, hängt unter anderem von der Kapazität, der Auslastung und der RAID-Implementierung ab. Einen verlässlichen Zeitwert für alle Geräte gibt es nicht. Ein weiterer Ausfall oder nicht lesbare Datenbereiche können die vollständige Wiederherstellung gefährden.
Aktiviere deshalb Fehlermeldungen und schiebe den Austausch eines defekten Laufwerks nicht auf. Prüfe vor dem Herausnehmen in der Verwaltungsoberfläche des Geräts, welcher Laufwerksschacht betroffen ist. Wenn du versehentlich ein funktionsfähiges Laufwerk entfernst, kann sich die Situation verschärfen.
Warum ersetzt RAID kein Backup?
RAID sichert vor allem die Verfügbarkeit von Daten bei bestimmten Laufwerksausfällen. Es legt keine unabhängige Versionshistorie der Dateien an: Wird ein Dokument versehentlich gelöscht, überschrieben oder durch Schadsoftware verschlüsselt, kann das den gesamten Verbund betreffen. Auch der Diebstahl des Geräts, ein Brand oder ein Defekt des gesamten NAS liegen außerhalb dieses Schutzes.
Ein Backup ist eine separate Kopie, mit der sich Daten wiederherstellen lassen. Eine praktische Kombination ist ein NAS mit RAID 1 und einer regelmäßigen Sicherung auf einem Laufwerk, das nach der Sicherung getrennt wird, oder bei einem separaten Dienst mit Dateiversionierung. Eine Kopie an einem anderen Standort als das NAS verringert zusätzlich das Risiko, durch ein einziges Ereignis alles zu verlieren.
Kopiere vorhandene Dateien, bevor du den RAID-Verbund einrichtest — bei der Konfiguration können die Laufwerke gelöscht werden. Lege anschließend einen Backup-Zeitplan fest und teste die Wiederherstellung einiger Dateien, bevor du dem neuen System wichtige Daten anvertraust.
Siehe auch: Was ist 2FA?
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