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Information Technology / Computer S

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TK Bremen

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RAID
RAID Geschichte •Internat­ion­al Conference on Management of Data (1988, Chicago, Illinois, USA) •Ursprüng­lic­her Name aus Marketinggründe­n abgelegt •Organisa­tio­n mehrerer physischer Datenträger (keine Partitionen) zu einem logischen Laufwerk (Partition) •1988 Ursprünglich Erfunden (deshalb inexpensive) um Festplatten logisch zusammenzuschli­eße­n und dadurch den Kauf einer überproportiona­l teuren einzelnen Festplatte mit mehr Kapazität zu vermeiden •höhere‭¦

RAID


von FGT 1-2 der GBS Nordhorn


Nordhorn den 27.11.2009

Inhaltsverzeichnis

RAID im Allgemeinen. 3

RAID Level 0. 4

Allgemeines. 4

Vorteile. 4

Nachteile. 4

RAID Level 1. 5

Allgemeines. 5

Positives. 5

RAID Level 5. 6

Allgemeines. 6

Vorteile. 6

Nachteile. 6

RAID Level 10. 7

Allgemeines. 7

Positives. 7

Negatives. 7


RAID im Allgemeinen


Die Abkürzung RAID steht für redundant array of indendent disks, was zu etwa redundante Anordnung unabhängiger Festplatten heißt. RAID-Systeme kombinieren mehrere physikalische Festplatten zu einer logischen, jedes System hat eigene Vor- und Nachteile.

Grundsätzlich soll RAID zur die Datensicherung, von Festplattensystemen, dienen und/oder zur Gewährleistung ihren Datendurchsatz zu erhöhen. Es gibt ca. 30 verschiedene RAID „Arten“, wovon RAID Level 0, 1, 5 und 10 wohl am gebräuchlichsten sind.


RAID Level 0


Allgemeines

RAID 0 ist das erste RAID System. RAID Level 0 ist in dem Sinne kein richtiges RAID System, denn es dupliziert keine Informationen. Deshalb wird RAID 0 auch als „Striping“ bezeichnet. RAID 0 dient lediglich zur Beschleunigung von Plattenzugriffen.

Es werden zwei oder mehrere Festplatten zu einem logischen Laufwerk zusammengefasst. Bei RAID 0 wird das logische Laufwerk in Blöcke eingeteilt die sich im Reißverschluss verfahren gleichmäßig auf die einzelnen Festplatten verteilen. Dabei richtet sich die Gesamtgröße nach der kleinsten Festplatte multipliziert mit der Anzahl an Festplaten.

Die einzelne Blockgröße liegt zwischen 4 und 128 Kbyte. Standard ist 64 oder 128kbyte. RAID 0 ist ausschließlich für zur Geschwindigkeitssteigerung zu gebrauchen. Für wichtige Daten wie zum Beispiel im Serverbereich ist RAID 0 völlig ungeeignet, da es keine Sicherheit der Daten garantiert.

RAID 0 eignet sich am besten bei Festplatten auf denen temporäre Daten gespeichert werden.

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RAID redundant array of indendent disks
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Vorteile

Der Hauptvorteil bei RAID 0 liegt darin, wenn eine Festplatte mit dem Speichern eines Datenblocks beschäftigt ist, wird von dem RAID-Controller bereits der nächste Datenblock an die nächste Festplatte geschickt.

Das kann die Schreibgeschwindigkeit mit zwei Festplatten im Idealfall verdoppeln. Auch die Lesegeschwindigkeit kann mit zwei oder mehreren doppel so schnell sein als bei einer Festplatte. Das allerdings gilt nur bei sequenziellem Datentransfer. Das heißt bei aufeinanderfolgenden Daten wie Musik, Filmen allgemein bei großen Datenmengen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass 100 % der Speicherkapazität der Festplatten verwendet werden können.


Nachteile

Ein sehr großer Nachteil ist, dass wenn eine Festplatte ausfällt sind die ganzen Daten kaputt, weil von jeder Datei nur noch die Hälfte vorhanden ist. Bei einem Ausfall einer Festplatte können keine Daten mehr rekonstruiert werden.

Deshalb kann man den Rest auch nicht mehr verwenden. Zudem ist die ausfall Wahrscheinlichkeit bei zwei Festplatten oder mehreren höher als bei einer. Die Daten sind viel unsicherer gespeichert. Der Datenbereich ist kaputt wenn der RAID-Controller oder das Betriebssystem einen Fehler macht.


RAID Level 1


Allgemeines

RAID Level 1 auch Spiegelung oder Mirroring bezeichnet, speichert auf beiden Festplatten die gleichen Daten. Somit ist jede Platte ein Spiegelbild der anderen. Dieses System bietet einen sehr guten Schutz gegen Datenverlust, also wenn eine der Festplatten ausfällt sind immer noch alle Daten verfügbar.
RAID 1 macht aus zwei physikalischen Festplatten ein logisches Laufwerk, auf dem parallel alle Daten abgerufen, verändert und geschrieben werden, dadurch sind auf beiden Festplatten immer die gleichen Daten vorhanden.

Die Kapazität dieses Laufwerks wird durch die kleinste Festplatte gegeben, deshalb werden im normal zwei identische Festplatten verwenden.


Positives

Das logische Laufwerk ist beim Lesen schneller als beim Schreiben, da der Controller beim Lesen die Daten von der schnellsten Festplatte liefert. Allerdings ist dies beim Schreiben umgekehrt, das RAID-Laufwerk kann immer nur so schnell schreiben wie die langsamste der Festplatten.


Negatives

Das RAID Level 1 ist eines des teuersten RAID-Levels, da man für Speicherplatz immer den doppelten Preis zahlen muss. Das liegt daran das beim RAID 1 nur die Hälfte der vorhanden Speicherkapazität genutzt werden kann.

Wenn man z.B. zwei Festplatten mit 100GByte Speicher hat wären dies ohne RAID 1 200GByte, mit RAID 1 sind es allerdings nur 100GByte.


RAID Level 5


Allgemeines

RAID Level 5 ist eine RAID Variante, bei der man mindestens drei Festplatten benötigt. Der Datendurchsatz beim Lesen wird durch dieses Verfahren gesteigert. Der Datendurchsatz beim Schreiben wird aber verringert.

Beim RAID 5 werden die Daten in drei gleiche Teile auf gesplittet. Der erste Teil wird nun auf der ersten Festplatte gespeichert. Der zweite auf der zweiten Festplatte. Der dritte auf der dritten Festplatte. Auf der vierten Festplatte wird nun die aus den drei Teilen gebildete Paritätsinformation gespeichert.

Die neuen Chipsätze unterstützen aber meist schon diese RAID Variante.


Vorteile

Der Vorteil besteht darin das sich das RAID 5 beim Lesen sowie ein RAID 0 verhält. Das heißt, dass die Daten von zwei Laufwerken gelesen werden und dadurch ein Leistungsschub entsteht, weil die Paritätsinformationen nicht entschlüsselt werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist, dass es für die Sicherheit kostengünstig ist.


Nachteile

Der Hauptnachteil von RAID 5 ist das bei jedem Schreibzugriff der Paritätssektor neu berechnet werden muss. Dadurch sinkt die Schreibgeschwindigkeit um einiges im Gegensatz zur Lesegeschwindigkeit. Aber durch geschickte Paritätsberechnung und Pufferung der Daten gleicht sich diese Verlangsamung aus.

Ein zweiter Nachteil ist, dass sich die gesamte Speicherkapazität aller Festplatten zusammen verringert, dies ist bedingt durch die Speicherung der Paritätsinformationen. Ein wichtiger Punkt ist auch, dass wenn eine Festplatte ausgefallen ist, die Daten gefährdet sind, denn wenn nun noch eine ausfällt, sind alle Daten verloren.


RAID Level 10


Allgemeines

RAID Level 10 ist eine Kombination aus RAID 1 und RAID 0. Somit hat man dann auch die Eigenschaften dieser Systeme kombiniert wie: Sicherheit und erhöhte Lese- und Schreibegeschwindigkeit. Für den RAID-10-Verbund werden mindestens vier Festplatten benötigt.
Es besteht aus zwei gespiegelten Festplatten, die dann zu einem RAID-0-System zusammengefasst werden.

RAID 10 eignet sich besonders zur sicheren Speicherung von großen Datenmengen.


Positives

Dieses System ist Ausfallsicher, d.h. falls eine der Festplatten ausfällt kann das System ohne Fehler weiter laufen. Sobald die defekte Festplatte ersetzt wird können die Daten schnell Rekonstruiert werden. Zudem kann sich die Lesegeschwindigkeit fast vervierfachen und die Schreibgeschwindigkeit kann sich verdoppeln.



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