Um einen unterbruchfreien Betrieb der Informatiksysteme zu gewährleisten, sollten die Server immer im Betrieb sein. Gelegentlich kann es vorkommen, dass die Festplatten, auf welchen die Daten gespeichert sind, einen Defekt erleiden. Damit die auf den Festplatten gespeicherten Daten nicht verloren gehen, gibt es mehrere Möglichkeiten.
Die wohl bekannteste Lösung ist, regelmässige Backups zu erstellen. Ein Backup ist eine Kopie und eine Sicherung des aktuellen Datenstands. Dies mag sehr nützlich sein für den privaten Gebrauch oder falls man auf ältere Dateien zugreifen möchte.
Für den unterbruchfreien Betrieb ist ein Backup allerdings nicht ausreichend. Ein Backup speichert nur den Stand bis zur letzten Sicherung. Die zusätzlich erstellten Dateien und neue Änderungen an bestehenden Dateien sind in diesen Backups nicht gespeichert. Im Falle eines Festplattendefekts gehen diese Änderungsschritte also verloren. Eine Wiederherstellung aus dem Backup kann zudem mehrere Stunden dauern.
Backups als alleinige Lösung genügen nicht, um eine dauerhafte Erreichbarkeit des Servers zu gewährleisten.
Daher ist eine andere Lösung erforderlich: RAID (Redundant Array of Independent Disks), auf Deutsch «Zusätzliche Liste von unabhängigen Festplatten».
Was ist RAID?
Ein RAID ist eine Technik, bei der mehrere Festplatten in einem Computer so zusammengeschaltet werden, dass sie wie eine einzige grosse Festplatte arbeiten. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie entweder mehr Sicherheit für die Daten oder schnelleren Zugriff ermöglicht – manchmal auch beides.
Man kann sich RAID wie ein Team vorstellen: Statt einer Festplatte, die allein für die Datenspeicherung zuständig ist, teilen sich mehrere Festplatten die Arbeit. Dadurch kann es zwei grosse Vorteile geben:
Mehr Sicherheit: Fällt eine Festplatte aus, bleiben die Daten trotzdem auf den anderen Festplatten erhalten.
Schnellerer Zugriff: Wenn die Daten auf mehrere Festplatten verteilt werden, können sie oft schneller abgerufen werden, weil mehrere Festplatten gleichzeitig arbeiten.
Wofür wird ein RAID verwendet?
Ein RAID wird verwendet, um Daten sicherer zu speichern und den Zugriff auf Daten schneller zu machen. Man findet es oft in Bereichen, wo viele Daten sicher und schnell abrufbar sein müssen, wie bei Unternehmen, die Datenbanken oder Server betreiben. Aber auch für Privatnutzende, die zum Beispiel viele Fotos oder Videos haben, kann RAID hilfreich sein.
Wie funktioniert ein RAID?
Bei einem RAID-System werden mehrere Festplatten so miteinander verbunden, dass sie als Team zusammenarbeiten. RAID kann Daten sicherer machen und gleichzeitig dafür sorgen, dass schneller darauf zugegriffen werden kann – je nach Einstellung sogar beides.
Daten aufteilen oder verdoppeln: In einem RAID-System kann man die Daten entweder aufteilen oder kopieren. Wenn die Daten aufgeteilt werden, verteilt das RAID sie auf mehrere Festplatten, damit alles schneller gespeichert und abgerufen werden kann. Wenn die Daten kopiert werden, wird der gleiche Inhalt auf mehrere Festplatten geschrieben, sodass die Daten sicher sind, falls eine Festplatte kaputtgeht.
Teamarbeit der Festplatten: Die Festplatten arbeiten zusammen und übernehmen verschiedene Rollen, je nachdem, welche Art von RAID eingestellt ist. Einige Festplatten speichern die Daten, andere sichern sie als Kopie. Dadurch kann das RAID-System entweder die Geschwindigkeit verbessern oder die Daten sicherer aufbewahren.
Automatische Wiederherstellung: Bei einigen RAID-Typen gehen die Daten nicht verloren, wenn eine Festplatte ausfällt. Das System kann sie automatisch von den anderen Festplatten wiederherstellen. Man muss also nicht alles neu speichern oder sichern.
RAID-Level
Es gibt verschiedene RAID-Stufen jede hat unterschiedliche Vor- und Nachteile, hier sind die häufigsten verwendet Stufen kurz zusammengefasst.:
RAID 0 (Striping)
+ Hohe Speichergeschwindigkeit da die Daten auf allen Festplatten verteilt werden.
- Keine Redundanz. Kein Schutz der Daten vor Ausfall einer Festplatte.
RAID 1 (Mirroring)
+ Hohe Datensicherheit, weil die Daten auf zwei oder mehr Festplatten gespeichert werden.
- Geringere Speicherkapazität, da die Kapazität der RAID-Gruppe nur so gross ist wie die kleinste Festplatte.
RAID 5 (Striping mit Parität)
+ Bietet sowohl Leistung als auch Redundanz. Die Paritätsdaten erlauben den Wiederaufbau von Daten im Falle eines Ausfalls einer Festplatte.
- Leistungseinbussen beim Schreiben von Daten aufgrund der Paritätsberechnung. Ein RAID 5 kann maximal einen Plattenausfall verkraften.
RAID 10 (1 + 0)
+ Kombination aus RAID 1 und RAID 0, bietet hohe Leistung und Redundanz.
- Höherer Speicherbedarf, da die Hälfte der Gesamtkapazität für Spiegelung verwendet wird.
Welche Vorteile bietet ein RAID-System?
Mehr Sicherheit für die Daten: Wenn eine Festplatte kaputtgeht, gehen die Daten in einem RAID-System nicht verloren. Das System speichert Kopien der Daten auf mehreren Festplatten, sodass man die Daten wiederherstellen kann, selbst wenn eine ausfällt. So ist man besser gegen Datenverluste geschützt.
Schnellerer Zugriff auf Daten: Da die Daten auf mehrere Festplatten verteilt werden, können sie oft schneller gelesen und gespeichert werden. Bei grossen Dateien oder vielen Anfragen zur gleichen Zeit ist RAID daher eine gute Lösung, um Wartezeiten zu verringern und die Geschwindigkeit zu erhöhen.
Bessere Leistung bei gleichzeitigen Aufgaben: Wenn viele Personen oder Programme gleichzeitig auf Daten zugreifen müssen (z. B. in einem Büro oder bei einem Server), kann RAID die Leistung verbessern, da die Daten parallel von mehreren Festplatten verarbeitet werden.
Kann RAID als Backuplösung verwendet werden?
Nein, ein RAID sollte nicht als alleinige Backuplösung verwendet werden. Zwar bietet ein RAID-System Schutz vor dem Verlust von Daten, wenn eine Festplatte ausfällt, aber es sichert die Daten nicht gegen alle Risiken.
Ein echtes Backup ist eine zusätzliche Kopie der Daten, die an einem anderen Ort gespeichert wird – entweder auf einem externen Laufwerk oder in der Cloud. RAID kann helfen, die Daten sicher und zugänglich zu halten, aber für vollständige Sicherheit ist ein separates Backup unverzichtbar.
Für wen lohnt sich ein RAID-System?
Ein RAID-System lohnt sich für Menschen und Unternehmen, die viele wichtige Daten sicher speichern oder schnell darauf zugreifen möchten. Für Unternehmen, die grosse Mengen an Daten verwalten, ist RAID nützlich, weil es den Datenverlust bei Festplattendefekten verhindert und Ausfälle vermeidet. Auch für Multimediaschaffende ist RAID eine gute Lösung, da es grosse Dateien schnell verfügbar macht und zusätzliche Sicherheit bietet. Privatnutzende mit umfangreichen Sammlungen an Fotos und Videos profitieren ebenfalls von RAID, um diese wertvollen Erinnerungen besser zu schützen. Wer jedoch nur wenige Daten speichert, kommt in der Regel mit einer externen Festplatte oder einem Cloud-Backup aus.
Vorteile
- Datenredundanz : RAID schützt vor Datenverlust durch den Ausfall einer oder mehrerer Festplatten. Besonders RAID-Level wie RAID 1, RAID 5 bieten Mechanismen zur Wiederherstellung von Daten im Falle eines Festplattenschadens.
- Leistungssteigerung: RAID kann die Lese- und Schreibgeschwindigkeit verbessern. Bei RAID 0 beispielsweise werden Daten auf mehrere Festplatten verteilt, was zu schnelleren Zugriffsgeschwindigkeiten führt. RAID 10 kombiniert die Vorteile von RAID 1 und RAID 0 und verbessert somit die Leistung.
- Verfügbarkeit: Durch die Redundanz und die Möglichkeit, Daten im Falle eines Festplattenschadens wiederherzustellen, erhöht RAID die Verfügbarkeit von Daten. Dies ist besonders wichtig für Unternehmen, die kontinuierlichen Zugriff auf ihre Daten benötigen.
- Einfache Wartung: In vielen RAID-Implementierungen können defekte Festplatten einfach ersetzt werden, ohne dass das gesamte System heruntergefahren werden muss. Dies minimiert Ausfallzeiten und erleichtert die Wartung.
- Skalierbarkeit: RAID-Systeme können oft erweitert werden, indem zusätzliche Festplatten hinzugefügt werden. Dies ermöglicht es, den Speicherplatz je nach Bedarf zu vergrössern.
- Datensicherheit : Zusätzlich zur Redundanz können einige RAID-Level durch Parität oder Spiegelung dazu beitragen, die Integrität der Daten zu gewährleisten, was besonders in kritischen Anwendungen wichtig ist.
- Kosteneffizienz : Obwohl die anfänglichen Kosten für RAID-Systeme höher sein können, können die langfristigen Einsparungen durch geringere Ausfallzeiten, reduzierte Wiederherstellungskosten und verbesserte Effizienz die Investition rechtfertigen.
Nachteile
- Kosten: RAID-Systeme können teuer sein, sowohl in Bezug auf die Anschaffung der Hardware (mehrere Festplatten und möglicherweise spezielle RAID-Controller) als auch auf die Wartung. Die Kosten steigen insbesondere bei RAID-Leveln, die hohe Redundanz bieten.
- Komplexität: Die Einrichtung und Verwaltung eines RAID-Systems kann komplex sein, insbesondere bei höheren RAID-Leveln. Dies erfordert oft technisches Know-how, um sicherzustellen, dass das System richtig konfiguriert und gewartet wird.
- Leistungsnachteile bei bestimmten RAID-Leveln: Einige RAID-Levels, wie RAID 5, können beim Schreiben von Daten langsamer sein, da Paritätsinformationen berechnet und gespeichert werden müssen. Dies kann in Umgebungen, in denen häufige Schreibvorgänge stattfinden, die Leistung beeinträchtigen.
- Risiko von Datenverlust : Obwohl RAID Redundanz bietet, ist es kein Ersatz für regelmässige Backups. RAID schützt nicht vor Datenverlust durch andere Ursachen, wie z. B. Datenbeschädigung, Malware oder Benutzerfehler. Bei einem gleichzeitigen Ausfall mehrerer Festplatten in RAID 5 kann es ebenfalls zu Datenverlust kommen.
- Plattenausfälle: Wenn mehrere Festplatten in einem RAID-Setup ausfallen (z. B. bei RAID 5), können die Daten verloren gehen. Dies kann besonders problematisch sein, wenn die Platten gleichzeitig ausfallen oder wenn der RAID-Controller während des Wiederaufbaus ausfällt.
- Wartungsaufwand: RAID-Systeme erfordern regelmässige Wartung, wie das Überwachen des Zustands der Festplatten, um sicherzustellen, dass alle Platten einwandfrei funktionieren. Bei Festplattenausfällen müssen diese oft manuell ersetzt werden.
- Abhängigkeit von Hardware: Ein RAID-System kann von der spezifischen Hardware abhängen, die verwendet wird. Ein Wechsel des RAID-Controllers kann kompliziert sein und erfordert möglicherweise eine Neuinstallation oder Migration der Daten.
Fazit
RAID-Systeme sind eine leistungsstarke und flexible Lösung für die Verwaltung und Sicherung von Daten. Sie bieten vor allem zwei zentrale Vorteile: Datensicherheit und Leistungssteigerung. Trotzdem ersetzt RAID keine Backups, da es nicht vor Malware, menschlichen Fehlern oder externen Schäden schützt. Ein separates Backup bleibt unverzichtbar.
RAID ist besonders geeignet für Anwendungen, bei denen hohe Verfügbarkeit und Leistung gefragt sind, wie Server, Datenbanken oder Multimedia-Projekte. Für den privaten Gebrauch lohnt sich RAID nur dann, wenn umfangreiche Datenbestände sicher und schnell zugänglich sein müssen.
Letztlich hängt die Wahl des passenden RAID-Levels von den individuellen Anforderungen ab – sei es Geschwindigkeit, Sicherheit oder eine Mischung aus beidem.
Überlegst du, ob ein RAID-System zu deinen Anforderungen passt? Wir helfen dir gerne weiter.