RAIDGrafische Übersicht

RAID-Level – Grafische Darstellung

Datenverteilung auf Laufwerke · RAID 0 · 1 · 5 · 6 · 10 · 01 · 50 · 60 · 1E

Daten (verschiedene Blöcke A–D)
Parität P (XOR-Parität)
Parität Q (Galois-Feld, nur RAID 6)
Ausgefallene Disk (Beispiel)
Leerstelle (kein Inhalt)
STANDARDRAID 0 · 1 · 5 · 6 · 10 – die klassischen Level
RAID 0
Striping – kein RAID im eigentlichen Sinne
Daten werden blockweise auf alle Disks verteilt – keine Redundanz
Lesen ++ Schreiben ++ 100 % Speicher Keine Redundanz
Stripe 1 Stripe 2 Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 A1 A2 A3 A4 Stripe A (Datei A aufgeteilt) B1 B2 B3 B4 ⚠ Disk 1 fällt aus → ALLE Daten verloren
MIN. LAUFWERKE 2
NUTZBARER SPEICHER 100 % (n × HDD)
REDUNDANZ Keine – 1 Ausfall = Totalverlust
LESEN Sehr schnell (parallele Disks)
SCHREIBEN Sehr schnell
Nutzbarer Speicher: n × HDD
RAID 1
Mirroring – Spiegelung
Jede Disk ist vollständig auf einer zweiten gespiegelt
Lesen + Schreiben 0 50 % Speicher 1 Disk Redundanz
Disk 1 (Original) Block A Block B Block C Block D ⟺ Spiegel Disk 2 (Mirror) Block A Block B Block C Block D ✔ Disk 1 fällt aus → Disk 2 übernimmt Lesen von beiden Disks möglich (schnell)
MIN. LAUFWERKE2
NUTZBARER SPEICHER50 % (1 × HDD)
REDUNDANZ1 Disk darf ausfallen
LESENErhöht (von beiden Disks)
SCHREIBENNormal (beide schreiben)
Nutzbarer Speicher: 1 × HDD
RAID 5
Striping mit verteilter Parität
Parität rotiert über alle Disks (Round-Robin) – kein Hot Spot
Lesen + Schreiben − (n−1) Speicher 1 Disk Redundanz
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 Stripe 1 Stripe 2 Stripe 3 Stripe 4 A1 A2 A3 P(A) B1 B2 P(B) B3 C1 P(C) C2 C3 P(D) D1 D2 D3 Parität rotiert ↙
MIN. LAUFWERKE3
NUTZBARER SPEICHER(n−1) × HDD
REDUNDANZ1 Disk darf ausfallen
LESENHoch (n−1 Disks)
SCHREIBENReduziert (Parität)
REBUILD-RISIKO2. Ausfall während Rebuild = Verlust
P = D1 XOR D2 XOR D3 XOR… Speicher: (n−1) × HDD
RAID 6
Striping mit doppelter Parität
P (XOR) + Q (Galois-Feld) – übersteht 2 gleichzeitige Ausfälle
Lesen + Schreiben −− (n−2) Speicher 2 Disks Redundanz
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 (P) Disk 5 (Q) A1 A2 A3 P(A) Q(A) B1 B2 P(B) Q(B) B3 C1 P(C) Q(C) C2 C3 P(D) Q(D) D1 D2 D3 P: XOR Q: GF(2⁸) beide rotieren
MIN. LAUFWERKE4
NUTZBARER SPEICHER(n−2) × HDD
REDUNDANZ2 Disks dürfen ausfallen
LESENHoch
SCHREIBENNiedrig (doppelte Parität)
P = D1 XOR D2 XOR… Q = g⁰D1 XOR g¹D2… (Galois-Feld) Speicher: (n−2) × HDD
RAID 10
RAID 1 + RAID 0 – Mirror-Paare gestriped
Jedes Disk-Paar ist gespiegelt · Stripe läuft über alle Paare
Lesen ++ Schreiben + 50 % Speicher 1 Disk/Paar Redundanz
RAID 0 – Stripe über die Spiegelpaare Paar 1 (RAID 1) Disk 1A A1 B1 C1 ⟺ Disk 1B A1 B1 C1 RAID 0 Stripe Paar 2 (RAID 1) Disk 2A A2 B2 C2 ⟺ Disk 2B A2 B2 C2 Disk 1A und 1B können nicht gleichzeitig ohne Datenverlust ausfallen (selbes Paar) Disk 1A + Disk 2A können gleichzeitig ausfallen – je 1 aus verschiedenen Paaren
MIN. LAUFWERKE4
NUTZBARER SPEICHER50 % (n/2 × HDD)
REDUNDANZ1 Disk pro Paar
LESENSehr hoch (alle Disks)
SCHREIBENHoch (Stripe-Paare)
REBUILDSchnell (nur Paar-Mirror)
Struktur: RAID0( RAID1(1A,1B), RAID1(2A,2B) ) Speicher: n/2 × HDD
EXOTENRAID 01 · 50 · 60 · 1E – nested & hybrid RAID-Level
RAID 01
Mirror of Stripes – gespiegelter Stripe-Verbund
Zwei komplette RAID-0-Verbünde werden gespiegelt · Gegenmodell zu RAID 10
Lesen ++ Schreiben + 50 % Speicher 1 Disk / Stripe-Set Schwächer als RAID 10
Stripe-Set A (RAID 0) Stripe-Set B (RAID 0 – Spiegel) Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 A1 B1 C1 A2 B2 C2 RAID 0 Stripe ⟺ Spiegel komplett A1 B1 C1 A2 B2 C2 RAID 0 Stripe (Kopie) ⚠ Fällt eine Disk aus – z.B. Disk 1 – ist das gesamte Stripe-Set A tot. RAID 10 wäre robuster: dort überlebt der Verbund den Ausfall einer Disk pro Paar unabhängig.
MIN. LAUFWERKE4
NUTZBARER SPEICHER50 % (n/2 × HDD)
REDUNDANZ1 komplettes Stripe-Set
LESENSehr hoch
SCHREIBENHoch
REBUILDLangsam (Stripe-Set komplett)
Struktur: RAID1( RAID0(1,2), RAID0(3,4) ) Speicher: n/2 × HDD vs. RAID 10: RAID0( RAID1(1,3), RAID1(2,4) )
RAID 50
RAID 5+0 – Striping über mehrere RAID-5-Verbünde
Hohe Kapazität · Redundanz in jedem Segment · besser als RAID 5 bei großen Arrays
Lesen +++ Schreiben ++ Hohe Kapazität 1 Disk / Segment
Segment 1 (RAID 5, 3 Disks) Segment 2 (RAID 5, 3 Disks) Disk 1 A1 B1 P3 C1 Disk 2 A2 P2 C2 D2 Disk 3 P1 B2 C3 P4 → RAID 0 Stripe Disk 4 A3 B3 P3' C3' Disk 5 A4 P2' C4 D4 Disk 6 P1' B4 C5 P4' Daten werden segmentweise auf zwei RAID-5-Verbünde gestriped → doppelter Durchsatz vs. einzelnem RAID 5 Jedes Segment toleriert 1 Disk-Ausfall · Rebuild betrifft nur das betroffene Segment (schneller als RAID 5 pur)
MIN. LAUFWERKE6 (2 × RAID-5-Segment)
NUTZBARER SPEICHER(n − Segmente) × HDD
REDUNDANZ1 Disk pro Segment
LESENSehr hoch (alle Disks)
SCHREIBENHoch
REBUILDSchneller als RAID 5 pur
Struktur: RAID0( RAID5(1,2,3), RAID5(4,5,6) ) Speicher (6×HDD): (6−2) × HDD = 4 × HDD = 66 % nutzbar Schreiben in beide Segmente parallel.
RAID 60
RAID 6+0 – Striping über mehrere RAID-6-Verbünde
Maximale Ausfallsicherheit · 2 Disk-Ausfälle pro Segment toleriert · Enterprise-Einsatz
Lesen +++ Schreiben ~ 2 Disks / Segment Min. 8 Disks
Segment 1 (RAID 6, 4 Disks) Segment 2 (RAID 6, 4 Disks) Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 A1 B1 P3 Q4 C1 A2 P2 Q3 C2 D2 P1 Q2 B3 C3 P5 Q1 B4 C4 P4' Q5' → RAID 0 Stripe Disk 5 Disk 6 Disk 7 Disk 8 A1' B1' P' Q' C1' ⋮ (RAID 6) ⋮ (RAID 6) ⋮ (RAID 6) Zwei RAID-6-Segmente mit je P und Q Parität. Jedes Segment überlebt 2 gleichzeitige Disk-Ausfälle. Mindestens 8 Disks nötig · typisch in SAN/Enterprise-Arrays mit 12–24 Disks.
MIN. LAUFWERKE8 (2 × RAID-6-Segment)
NUTZBARER SPEICHER(n − 2×Segmente) × HDD
REDUNDANZ2 Disks pro Segment
LESENSehr hoch
SCHREIBENModerat (P+Q Overhead)
REBUILDSicherer als RAID 6 pur
Struktur: RAID0( RAID6(1–4), RAID6(5–8) ) Speicher (8×4TB): (8−4) × 4TB = 16 TB = 50 % nutzbar Einsatz: SAN, Enterprise-Storage, Archiv-Arrays
RAID 1E
Interleaved Mirror – auch RAID 15 / Enhanced Mirror
Kombination aus Stripe und Mirror auf ungerader Disk-Anzahl · kein dediziertes Paar
Lesen ++ Schreiben + 50 % Speicher Ungerade Disk-Anzahl
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 Disk 5 (ungerade!) A1 B2ₘ C1 D2ₘ E1 A1ₘ B1 C2ₘ D1 E2ₘ B2 B1ₘ C2 C1ₘ D2 B2ₘ (alt) C3 D3ₘ E3 A3ₘ A3 C3ₘ D3 E3ₘ A3ₘ X₁ = primärer Block | X₁ₘ = Mirror-Kopie desselben Blocks auf nächster Disk (versetzt/interleaved) Besonderheit: Jeder Block ist auf zwei nicht-benachbarten Disks gespeichert → funktioniert mit ungerader Disk-Anzahl
MIN. LAUFWERKE3 (auch ungerade!)
NUTZBARER SPEICHER50 % (n/2 × HDD)
REDUNDANZ1 Disk (nicht-benachbart)
LESENHoch (alle Disks)
SCHREIBENHoch (kein Paritäts-Overhead)
REBUILDMittel
Auch bekannt als: RAID 15 / Enhanced RAID 1 / RAID-1E Besonderheit: Funktioniert mit ungerader Disk- Anzahl (3, 5, 7…) Mirror-Kopie liegt NICHT auf der direkt nächsten Disk sondern versetzt → "interleaved"