Definition von RAID-Volumes für Intel® Rapid Storage-Technologie

• RAID 0 (Striping)
• RAID 1 (Spiegelung)
• RAID 5 (Striping mit Parität)
• RAID 10
• RAID – Übersicht
• Matrix-RAID
• RAID-fähig

RAID 0 (Striping)
RAID 0 nutzt die Lese-/Schreibfähigkeiten von zwei oder mehr Festplatten, die zusammenarbeiten, um die Speicherleistung zu maximieren. Die Daten in einem RAID 0-Volume sind in Blöcken angeordnet, die über die Festplatten verteilt sind, sodass Lese- und Schreibvorgänge parallel ausgeführt werden können. Diese Striping-Technik ist die schnellste aller RAID-Ebenen, insbesondere beim Lesen und Schreiben großer Dateien. Zu den realen Aufgaben, bei denen RAID 0 von Vorteil sein kann, gehören das Laden großer Dateien in Bildbearbeitungssoftware, das Speichern großer Filmdateien in Videobearbeitungssoftware oder das Erstellen von CD- oder DVD-Images mit einem CD/DVD-Authoring-Paket.

Die Festplatten in einem RAID 0-Volume werden zu einem Volume zusammengefasst, das dem Betriebssystem als ein einzelnes virtuelles Laufwerk angezeigt wird. Beispielsweise werden vier 120-GB-Festplatten in einem RAID 0-Array dem Betriebssystem als eine einzige 480-GB-Festplatte angezeigt.

In einem RAID 0-Volume werden keine Redundanzinformationen gespeichert. Wenn also eine Festplatte ausfällt, gehen alle Daten auf beiden Laufwerken verloren. Die RAID-Stufe 0 (die keine Redundanz anzeigt) spiegelt diesen Mangel an Redundanz wider. RAID 0 wird nicht für den Einsatz in Servern oder anderen Umgebungen empfohlen, in denen Datenredundanz ein primäres Ziel ist.

RAID 1 (Spiegelung)
Ein RAID 1-Array enthält zwei Festplatten, auf denen die Daten zwischen den beiden Festplatten in Echtzeit gespiegelt werden. Da alle Daten dupliziert werden, behandelt das Betriebssystem den nutzbaren Speicherplatz eines RAID 1-Arrays als die maximale Größe einer Festplatte im Array. Beispielsweise werden zwei 120-GB-Festplatten in einem RAID 1-Array dem Betriebssystem als eine einzige 120-GB-Festplatte angezeigt.

Der Hauptvorteil der RAID 1-Spiegelung besteht darin, dass sie Datenzuverlässigkeit bietet, wenn eine einzelne Festplatte ausfällt. Wenn ein Laufwerk ausfällt, sind alle Daten sofort auf dem anderen Laufwerk verfügbar, ohne dass die Datenintegrität beeinträchtigt wird. Im Falle eines Festplattenausfalls bleibt das Computersystem voll funktionsfähig, um maximale Produktivität zu gewährleisten.

Die Leistung eines RAID 1-Arrays ist größer als die Leistung eines einzelnen Laufwerks, da Daten von mehreren Festplatten - der Original- und der Spiegelfestplatte - gleichzeitig gelesen werden können. Schreibvorgänge auf der Festplatte haben nicht den gleichen Vorteil, da die Daten zuerst auf ein Laufwerk geschrieben und dann auf das andere gespiegelt werden müssen.

RAID 5 (Striping mit Parität)
Ein RAID 5-Array besteht aus drei oder mehr Festplatten, deren Daten in verwaltbare Blöcke, sogenannte Strips, unterteilt sind. Die Hauptvorteile von RAID 5 sind die Speicherkapazität und die Datensicherheit.

Parität ist eine mathematische Methode zur Wiederherstellung von Daten, die von einem einzelnen Laufwerk verloren gegangen sind, wodurch die Fehlertoleranz erhöht wird. Die Daten und die Parität werden in Streifen auf alle Festplatten im Array verteilt. Die Parität wird in rotierender Reihenfolge gestreift, um Engpässe im Zusammenhang mit den Paritätsberechnungen zu reduzieren.

Die Kapazität eines RAID 5-Arrays ist die Größe des kleinsten Datenträgers multipliziert mit eins kleiner als die Anzahl der Datenträger im Array. Für die Speicherung der Paritätsinformationen wird das Äquivalent einer Festplatte verwendet, was eine Fehlertoleranz von weniger als der 50-prozentigen Kapazitätsreduzierung von RAID 1 ermöglicht. Beispiel: Vier 120-GB-Festplatten in einem RAID 5-Array sehen für das Betriebssystem wie eine 360-GB-Festplatte aus.

Da die Parität für den Datenschutz verwendet wird, sind bis zu 75 Prozent der gesamten Laufwerkskapazität nutzbar. Ein Laufwerk kann ausfallen, und es ist möglich, die Daten neu zu erstellen, nachdem die ausgefallene Festplatte durch ein neues Laufwerk ersetzt wurde. Die zusätzliche Arbeit der Berechnung der fehlenden Daten verschlechtert die Schreibleistung auf dem RAID 5-Volume, während das Volume neu erstellt wird.

Die Leseleistung eines RAID 5-Arrays ist größer als die Leseleistung eines einzelnen Laufwerks, da Daten von mehreren Festplatten gleichzeitig gelesen werden können. Schreibvorgänge auf der Festplatte haben nicht den gleichen Vorteil, da die Parität berechnet und auf alle Datenträger geschrieben werden muss.

Um die Schreibleistung von RAID 5 zu verbessern, verwendet Intel® Rapid Storage-Technologie (Intel® RST) einen RAID 5-Volume-Write-Back-Cache und einen Koaleszer Der Write-Back-Cache des Volumes ermöglicht die Pufferung von Schreibvorgängen und verbessert die Zusammenführung. Der Cache ist standardmäßig deaktiviert, der Benutzer kann ihn jedoch über die Benutzeroberfläche aktivieren. Wenn der Cache aktiviert ist, wird eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) empfohlen.

Mit dem Coaleszer können Schreibanforderungen zu größeren Anforderungen kombiniert werden, um die Anzahl der E/As pro Schreibvorgang für Paritätsberechnungen zu reduzieren. Der Koaleszer ist standardmäßig aktiviert, und der Benutzer hat nicht die Möglichkeit, ihn zu deaktivieren.

RAID 10
Ein RAID 10-Array verwendet vier Festplatten, um eine Kombination der RAID-Level 0 und 1 zu erstellen, indem ein RAID 0-Array aus zwei RAID 1-Arrays gebildet wird.

Da alle Daten auf dem RAID 0-Array dupliziert werden, entspricht die Kapazität eines RAID 10-Arrays der Größe des RAID 0-Arrays. Beispielsweise werden vier 120-GB-Festplatten in einem RAID 10-Array dem Betriebssystem als eine einzige 240-GB-Festplatte angezeigt.

Der Hauptvorteil von RAID 10 besteht darin, dass es die Vorteile von RAID 0-Leistung und RAID 1-Fehlertoleranz kombiniert. Es bietet eine gute Datenzuverlässigkeit im Falle eines Ausfalls eines einzelnen Laufwerks. Wenn eine Festplatte ausfällt, sind alle Daten sofort von der anderen Hälfte des Spiegels verfügbar, ohne dass die Datenintegrität beeinträchtigt wird. Im Falle eines Festplattenausfalls bleibt das Computersystem voll funktionsfähig, um maximale Produktivität zu gewährleisten. Die Fehlertoleranz der Daten kann durch Austausch des ausgefallenen Datenträgers wiederhergestellt werden.

Die Leistung eines RAID 10-Arrays ist größer als die Leistung eines einzelnen Laufwerks, da Daten von mehreren Festplatten gleichzeitig gelesen werden können. Im Vergleich zu einem RAID 0 mit zwei Festplatten ist die RAID 10-Leseleistung höher, da die Daten von beiden Spiegelungshälften gelesen werden können, die Schreibleistung ist jedoch etwas geringer, da sichergestellt wird, dass die Daten vollständig in das Array geschrieben werden.

RAID – Übersicht

Matrix-RAID
Matrix-RAID ermöglicht es Ihnen, zwei RAID-Volumes auf einem einzigen RAID-Array zu erstellen. Die beiden Volumes können vom gleichen Typ oder unterschiedlich sein.

Auf Systemen mit einem Intel® I/O-Controller-Hub 10R (Intel® ICH10R) können Sie mit Intel RST beispielsweise eine Matrix-RAID-Konfiguration erstellen, die RAID 0, RAID 5 oder RAID 10 verwendet und weiterhin die Vorteile von RAID 0-Leistung und RAID 1-Schutz auf zwei Festplatten bietet.

Eine Matrix-RAID-Konfiguration mit RAID 0 und RAID 5 auf vier Festplatten bietet besseren Datenschutz als RAID 0, da ein Volume mit RAID 5-Speicher bereitgestellt wird, in dem die Daten vor einem einzigen Festplattenausfall geschützt werden können. Darüber hinaus kann Matrix-RAID eine größere Gesamtspeicherkapazität und eine verbesserte Leistung als RAID 5 allein bieten.

RAID-fähig
Ein RAID-fähiges System ist eine Konfiguration, die eine nahtlose Migration von einem Nicht-RAID-SATA-Laufwerk zu einer SATA-RAID-Konfiguration ermöglicht. Eine Neuinstallation des Betriebssystems ist nicht erforderlich.

Ein RAID-fähiges System muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

• Unterstützte Intel® Chipsätze
• Eine Serial ATA (SATA)-Festplatte
• RAID-Controller im BIOS aktiviert
• Mainboard-BIOS, das das Intel RST Erweiterungs-ROM enthält
• Intel RST Software
• Festplattenpartition mit mindestens 5 MB freiem Speicherplatz