RAID 0 vs. RAID 1

RAID (redundantes Array unabhängiger Festplatten) ist eine Speichertechnologie, die mehrere Festplattenkomponenten in einer einzigen logischen Einheit kombiniert, sodass sie sich bei Verbindung mit einer anderen Hardware wie ein Laufwerk verhält. RAID 1 bietet Redundanz durch Spiegelung, dh Daten werden identisch auf zwei Laufwerke geschrieben. RAID 0 bietet keine Redundanz und verwendet stattdessen Striping, dh die Daten werden auf alle Laufwerke aufgeteilt. Dies bedeutet, dass RAID 0 keine Fehlertoleranz bietet. Wenn eines der Laufwerke ausfällt, fällt die RAID-Einheit aus.

Vergleichstabelle

Vergleichstabelle RAID 0 gegen RAID 1
RAID 0 RAID 1
HauptmerkmalStripingSpiegeln
StripingJa; Die Daten werden im RAID 0-Setup gleichmäßig auf alle Festplatten verteilt (oder aufgeteilt).Nein; Daten werden vollständig auf jeder Festplatte gespeichert.
Spiegelung, Redundanz und FehlertoleranzNeinJa
PerformanceTheoretisch bietet RAID 0 im Vergleich zu RAID 1 schnellere Lese- und Schreibgeschwindigkeiten.RAID 1 bietet langsamere Schreibgeschwindigkeiten, kann jedoch die gleiche Leseleistung wie RAID 0 bieten, wenn der RAID-Controller Multiplexing zum Lesen von Daten von Festplatten verwendet.
AnwendungenWo Datenzuverlässigkeit weniger wichtig ist und Geschwindigkeit wichtig ist.Wenn Datenverlust nicht akzeptabel ist, z. B. Datenarchivierung
Mindestanzahl der erforderlichen physischen Festplatten22
Paritätsdiskette?Nicht benutztNicht benutzt
VorteileGeschwindigkeit: sehr schnelles Lesen und Schreiben; Kein Overhead für die Paritätsberechnung. 100% Festplattenauslastung.Hervorragende Leistung, auch wenn die Schreibvorgänge im Vergleich zu RAID 0 etwas langsamer sind. Fehlertoleranz bei einfacher Wiederherstellung (einfach den Inhalt eines Laufwerks auf ein anderes kopieren)
NachteileKeine Redundanz oder Fehlertoleranz. Wenn ein Laufwerk im RAID ausfällt, gehen alle Daten verloren.Die Speicherkapazität wird effektiv halbiert, da zwei Kopien aller Daten gespeichert werden. Für die Wiederherstellung nach einem Fehler muss das RAID heruntergefahren werden, damit während der Wiederherstellung nicht auf Daten zugegriffen werden kann.

Datenorganisation in RAID 0 und RAID 1

RAID 0 bietet Striping ohne Parität oder Spiegelung. Striping bedeutet, dass Daten gleichmäßig auf zwei oder mehr Festplatten "aufgeteilt" werden. Beispielsweise würden in einem RAID 0-Setup mit zwei Festplatten die ersten, dritten, fünften (und so weiter) Datenblöcke auf die erste Festplatte und die zweiten, vierten, sechsten (und so weiter) Blöcke geschrieben auf die zweite Festplatte geschrieben. Ein Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass bei einem Absturz einer der Festplatten das gesamte RAID 0-Setup fehlschlägt, da die Daten nicht mehr wiederhergestellt werden können. In technischer Hinsicht wird dies als mangelnde Fehlertoleranz beschrieben .

Datenspeicherung in einem RAID 0-Setup

Datenspeicherung in einem RAID 1-Setup

Ein RAID 1-Setup ist anders. Es gibt keine Streifen; Die gesamten Daten werden auf jeder Festplatte gespiegelt . Dies führt zu mehreren Kopien von Daten ( Redundanz ). Wenn eine der Festplatten ausfällt, können die Daten trotzdem wiederhergestellt werden, da sie auf der zweiten Festplatte intakt sind (die meisten RAID 1-Setups verwenden nur 2 Festplatten, einige verwenden jedoch möglicherweise mehr), was bedeutet, dass RAID 1 fehlertolerant ist.

Hier ist ein gutes Video, das den Unterschied zwischen RAID 0- und RAID 1-Arrays erklärt (ein kürzeres Video derselben Person ist hier auf YouTube):

Verlässlichkeit

RAID 1 bietet aufgrund der Redundanz eine höhere Zuverlässigkeit. Selbst wenn eines der Laufwerke sofort ausfällt, sind auf dem anderen noch Daten verfügbar. RAID-Arrays schützen Daten jedoch nicht vor Bitfäule - dem allmählichen Zerfall von Speichermedien, der dazu führt, dass zufällige Bits auf der Festplatte kippen und die Daten beschädigen. Moderne Dateisysteme wie ZFS und Btrfs schützen durch Prüfsummen pro Block vor Bitfäule und sollten verwendet werden, wenn Menschen ihre Daten mehrere Jahre lang ernsthaft schützen möchten:

Es ist ein weit verbreitetes Missverständnis zu glauben, dass RAID Daten vor Korruption schützt, da es Redundanz einführt. Die Realität ist genau das Gegenteil: Herkömmliches RAID erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Datenbeschädigung, da mehr physische Geräte eingeführt werden und mehr Fehler auftreten. RAID schützt Sie vor Datenverlust aufgrund des sofortigen Ausfalls eines Laufwerks. Aber wenn das Laufwerk nicht so verbindlich ist, dass es nur höflich an Ihnen stirbt und stattdessen anfängt, schlechte Daten zu lesen und / oder zu schreiben, werden Sie immer noch diese schlechten Daten erhalten. Der RAID-Controller kann nicht feststellen, ob die Daten fehlerhaft sind, da die Parität pro Streifen und nicht pro Block geschrieben wird. Theoretisch (in der Praxis wird die Parität nicht immer bei jedem Lesevorgang streng überprüft) könnte ein RAID-Controller Ihnen sagen, dass die Daten in einem Streifen beschädigt sind, aber er kann nicht wissen, ob sich die tatsächlich beschädigten Daten auf einem bestimmten Gebiet befinden Fahrt.

Performance

Schreibt

RAID 0 bietet sehr schnelle Schreibzeiten, da die Daten aufgeteilt und parallel auf mehrere Festplatten geschrieben werden. Das Schreiben auf eine RAID 1-Einheit ist im Vergleich zu RAID 0 langsamer, entspricht jedoch in etwa dem Schreiben auf eine einzelne Festplatte. Dies liegt daran, dass die gesamten Daten auf zwei Datenträger geschrieben werden, jedoch parallel.

Liest

Lesevorgänge sind auch in RAID 0 sehr schnell. In idealen Szenarien ist die Übertragungsgeschwindigkeit des Arrays die Übertragungsgeschwindigkeit aller zusammengefügten Festplatten und wird nur durch die Geschwindigkeit des RAID-Controllers begrenzt. Lesevorgänge von RAID 1 können je nach RAID-Controller eine solche Leistungssteigerung bieten oder auch nicht. "Intelligente" Controller teilen die Leseaufgabe so auf, dass Datenredundanz ausgenutzt und verschiedene Blöcke von verschiedenen Festplatten gelesen werden. Dies bietet eine ähnliche Leistungssteigerung wie RAID 0, jedoch für Controller, die nicht in der Lage sind, ein solches Multiplexing durchzuführen, Lesegeschwindigkeiten und ungefähr die gleiche Leistung wie eine einzelne Festplatte.

Speicherkapazität

Der für die RAID 0-Einheit verfügbare Gesamtspeicher ist einfach die Summe der Speicherkapazitäten einzelner Festplatten, da keine Redundanz besteht. Bei einem RAID 1-Array werden jedoch Daten repliziert, was bedeutet, dass die gesamte Speicherkapazität des Geräts der einer Festplatte entspricht.

Anwendungen

RAID 1 ist die bessere Wahl, wenn Zuverlässigkeit ein Problem darstellt und Sie Datenverluste vermeiden möchten. Ein typisches Beispiel sind die Anforderungen an die Datenarchivierung. RAID 0 ist die bessere Wahl in Szenarien, in denen ein großes Volumen an Hochgeschwindigkeitsspeicher benötigt wird. Das Aufnehmen von unkomprimiertem HD-Video über HDSDI und das direkte Aufzeichnen auf eine Festplatte erfordert beispielsweise sehr schnelle Schreibvorgänge und eine große Kapazität. Ein weiteres Beispiel sind große Datenbanken mit Protokollen oder anderen Informationen mit einem hohen Volumen an Lesevorgängen.

Kombination von RAID 0 und RAID 1

Die RAID-Level 0 und 1 können kombiniert werden, um einen Spiegelstreifen (RAID 10) oder einen Spiegelspiegel (RAID 01) zu erstellen. Diese werden als verschachtelte RAID-Level bezeichnet.

Verschachtelte RAID 01-Konfiguration

RAID 10-Konfiguration

RAID 10 ist fehlertoleranter als RAID 01 und wird daher häufig verwendet. RAID 01 wird fast nie verwendet, da RAID 10 bei gleicher Anzahl von Festplatten überlegen ist.

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