Gängige und heute verbreitete RAID-Level

RAID 0 - Striping, keine Redundanz

RAID 0 bringt eine erhebliche Steigerung des Datendurchsatzes mit sich, da mehrere (in den meisten Fällen zwei) Festplatten zusammengeschlossen werden und Schreib- sowie Lesevorgänge parallel ausgeführt werden können. Englisch striping bedeutet frei übersetzt in Streifen zerlegen. Dies widerspiegelt auch die Arbeitsweise eines RAID 0. Zu schreibende Daten werden auf die beiden Caches verteilt, damit die einzelnen Festplatten im Endeffekt weniger zu tun haben und so die Performance gesteigert werden kann. Es werden aber nicht nur Schreib- sondern auch Leseoperationen beschleunigt.
Striping-Granularität, Chunk-Size oder Interlace-Size sind Synonyme und bezeichnen für die Grösse der Datenblöcke, die man angibt, wenn man ein RAID konfiguriert. Problematisch bei einem RAID 0 ist der Fakt, dass wenn eine Festplatte ausfällt, die Daten nicht rekonstruiert werden können. Streng genommen ist ein RAID 0 somit kein RAID, da keine Redundanz gegeben ist.
Ein RAID 0 sollte nur konfiguriert werden, wenn grosse Datenmengen möglichst schnell verarbeitet werden müssen und die Datensicherheit zweitrangig ist, sprich man seine Daten regelmässig einem Backup unterzieht. Die Ausfallswahrscheinlichkeit eines RAID 0 ergibt sich durch eine Multiplikation derjenigen durch die Anzahl verwendeter Festplatten.


RAID 1 - Mirroring - Spiegelung

Ein RAID 1-Array bietet volle Redundanz der Daten, wobei die Kapazität des Arrays höchstens so gross ist wie die kleinste darin enthaltene Festplatte. Auch ein RAID 1 besteht aus zwei oder mehreren Festplatten, wobei in diesem Falle die Festplatten dieselben Daten enthalten. Sollte eine der im RAID 1 enthaltenen Festplatten ausfallen, liefern die anderen weiterhin Daten. Ein solcher Setup ist vor allem für Echtzeitanwendungen unverzichtbar. Ein Totalverlust der Daten kann nur Zustande kommen, wenn alle Devices ausfallen.
Schliesst man alle Festplatten an demselben Controller an, spricht man von Mirroring, wobei immer nur ein Zugriff pro Controller ausgeführt werden kann. Dies hat zur Folge, dass die Redundanz eines Sektors nicht gegeben ist. Wenn aber die Daten auf mindestens zwei der im RAID 1 vorhandenen Festplatten geschrieben wurden, ist die Redundanz gewährleistet. Ein RAID 1 kann auch Controller-übergreifend konfiguriert werden. In einem solchen Fall wird aber nicht mehr von Mirroring, sondern von Duplexing gesprochen.


RAID 5

RAID 5 gilt als die beliebteste aller RAID-Varianten, da die Perfomance gesteigert werden kann, Redundanz vorhanden ist und zudem Kosten gespart werden können. Liegen viele sequenzielle und zufällige Schreibzugriffe an, leidet darunter die Performance. In einer solchen Umgebung sollte man zu einer RAID 0+1-Konfiguration greifen. Im direkten Vergleich mit RAID 5 ist RAID 0+1 teurer, da ein RAID 5 bereits mit drei Festplatten konfiguriert werden kann. Die nutzbare Gesamtkapazität eines RAID 5-Arrays errechnet sich anhand der Formel s x (n - 1), wobei "s" die kleinste Platte im Array darstellt und "n" die Anzahl der Platten. Jeder n-te Datenblock wird für die Paritätsdaten verwendet (Redundanz).

Beispiele:
3 Festplatten à 200 GB
--> 400 GB Nutzdaten und 200 GB Redundanz
5 Festplatten à 80 GB
--> 320 GB Nutzdaten und 80 GB Redundanz

Wie bei RAID 0 werden die Nutzdaten auf alle Festplatten verteilt. Die Partitätsinformationen werden ebenfalls auf alle Festplatten verteilt und nicht auf einer konzentriert, wie beispielsweise bei RAID 4. Ein RAID 5 erfordert einen leistungsfähigen RAID-Controller und hat beim Schreiben der Daten eine leichte bis erhebliche Verminderung der Datenrate (abhängig von der durchschnittlichen Grösse der Daten), verglichen mit einer RAID 0-Konfiguration, zur Folge.
Ein RAID 5 gewährleistet Datensicherheit beim Ausfall von maximal einer Festplatte. Nach und während des Rebuilds auf die Hotspare-Platte lässt die Performance deutlich nach. Der Rebuild dauert bei RAID 5 wesentlich länger als bei einem RAID 1, da die Daten aus den Parity-Informationen rekonstruiert werden müssen. Je mehr Festplatten in einem RAID 5-Verbund sind, desto länger dauert das Rebuild und desto schlechter ist die Performance während eines Defekts.