Backup & Storage

RAID

Overview

RAID (Redundant Array of Independent Disks) fasst mehrere physische Laufwerke zu einem logischen Datenträger zusammen. Je nach RAID-Level verteilt es Daten zur Leistungssteigerung (Striping), spiegelt sie (Mirroring) oder speichert Paritätsinformationen, aus denen sich ausgefallene Laufwerke rekonstruieren lassen.

Gängige Level: RAID 0 (Striping ohne Redundanz, der Ausfall eines Laufwerks zerstört das Volume), RAID 1 (Spiegelung), RAID 5 (Striping mit verteilter Parität, mindestens drei Laufwerke, verkraftet einen Ausfall), RAID 6 (doppelte Parität, mindestens vier Laufwerke, verkraftet zwei Ausfälle) und RAID 10 (Striping über gespiegelte Paare).

RAID schützt nur gegen den Ausfall einzelner Laufwerke. Gelöschte Dateien, Ransomware, Controllerfehler, Bedienfehler oder ein Brand treffen alle Laufwerke gleichzeitig. RAID ist deshalb Verfügbarkeitstechnik, kein Backup. Umgesetzt wird es als Hardware-RAID (Controller), als Software-RAID (z. B. Windows Storage Spaces, Linux mdadm) oder in NAS- und SAN-Systemen.

How it works

Die Level unterscheiden sich im Umgang mit Daten:

  1. Striping (RAID 0): Datenblöcke werden abwechselnd auf alle Laufwerke geschrieben, Lese- und Schreibleistung steigen, Redundanz fehlt.
  2. Mirroring (RAID 1): Jeder Block liegt identisch auf mindestens zwei Laufwerken.
  3. Parität (RAID 5/6): Aus den Datenblöcken eines Stripes wird eine (RAID 5) oder werden zwei Paritätsinformationen (RAID 6) berechnet und verteilt gespeichert. Fällt ein Laufwerk aus, rekonstruiert der Controller dessen Inhalt aus den übrigen.
  4. Rebuild: Nach dem Tausch liest der Controller alle verbleibenden Laufwerke, um das neue zu befüllen. Bei großen Laufwerken dauert das Stunden bis Tage. Tritt dabei ein weiterer Ausfall oder ein nicht korrigierbarer Lesefehler auf, gehen bei RAID 5 Daten verloren.
  5. RAID 10 kopiert beim Rebuild nur den Inhalt des Spiegelpartners, was schneller und risikoärmer ist als ein Paritäts-Rebuild.

Benefits

  • Weiterbetrieb bei Laufwerksausfall, weil die Daten aus Spiegel oder Parität verfügbar bleiben.
  • Höhere Leistung durch paralleles Lesen und Schreiben über mehrere Laufwerke.
  • Flexible Abwägung von Kapazität, Leistung und Ausfallsicherheit über die Wahl des Levels.
  • Hot-Spare-Laufwerke starten den Rebuild automatisch, sodass das Zeitfenster mit verminderter Redundanz kürzer wird.

Practical example

Ein Ingenieurbüro mit 25 Mitarbeitenden betreibt seinen Fileserver auf einem RAID 5 aus vier 16-TB-Festplatten. Als eine Platte ausfällt, dauert der Rebuild über 30 Stunden, in denen die verbleibenden Platten stark belastet werden. Die IT stellt danach auf RAID 6 mit Hot Spare um und ergänzt eine nächtliche Sicherung auf ein separates Repository, weil ihr klar geworden ist, dass ein zweiter Ausfall während des Rebuilds alle Projektdaten gekostet hätte.

Things to keep in mind

  • Verwende bei großen HDDs RAID 6 oder RAID 10 statt RAID 5, weil das Risiko eines zweiten Fehlers während des langen Rebuilds steigt.
  • Überwache den RAID-Status aktiv (Controller-Software, SNMP, Monitoring), sonst fällt ein degradiertes Array erst beim zweiten Defekt auf.
  • Aktiviere regelmäßiges Scrubbing bzw. Patrol Read, damit latente Lesefehler vor einem Rebuild gefunden werden.
  • Plane immer zusätzlich ein Backup ein: RAID schützt weder vor Löschung noch vor Ransomware oder Controllerdefekten.

Conclusion

RAID erhöht die Verfügbarkeit von Speichersystemen und gehört in jeden Server und jedes NAS. Wähle bei großen Laufwerken doppelte Redundanz und behandle RAID nie als Ersatz für eine Datensicherung.

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