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Professionelle Speicherkonzepte: RAID Controller

Ein RAID Controller ist eine Schnittstellenkarte, an die Festplatten angeschlossen werden. Als RAID-Systeme werden der Verbund der Festplatten mit den RAID Controller bezeichnet.

Im Unternehmensumfeld kann ein Datenverlust unabsehbare Folgen haben. Deshalb werden in Business-Umgebungen RAID-Systeme (Redundant Array of Independent Disks) eingesetzt, die mehrere Festplatten zu einem einzigen logischen Laufwerk bündeln.
Um unterschiedliche Anforderungen an Schnelligkeit und Datensicherheit erfüllen zu können, sind verschiedene RAID-Level standardisiert. Darüber hinaus wurden weitere RAID-Konfigurationen für spezielle Profile definiert, die jedoch nicht standardisiert, sondern an den jeweiligen Hersteller gebunden sind.
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Software-RAID und Hardware-RAID. Systeme, die eine Software-RAID-Umgebung bereitstellen, verwalten die Massenspeicher komplett über einen Host-Computer, auf dem eine entsprechende Software arbeitet. Hardware-RAID-Systeme dagegen sind mit eigenen, oft redundant ausgelegten speziellen Controllern ausgestattet, die meist auch sehr schnelle Cache-Speicher zur Zwischenspeicherung von Daten aufweisen. In der Praxis haben sich nicht alle standardisierten RAID-Level durchgesetzt.
Im Einzelnen werden meist folgende Level von den RAID Controllern unterstützt:

• Level 0: Der als Striping bezeichnete Level 0 bietet keine höhere Datensicherheit als ein herkömmliches Festplattensubsystem. Beim RAID-Level 0 werden die zu speichernden Daten auf zwei oder mehreren Festplatten verteilt abgelegt. Der Vorteil dieser aufgesplitteten Ablage von Dateien ist, dass bei Lesevorgängen erhebliche Geschwindigkeitssteigerungen erzielt werden, da die Daten permanent von allen Festplatten gleichzeitig ausgelesen werden können. Nachteilig ist jedoch, dass damit nur eine strukturelle Redundanz geschaffen wird, d. h. fällt eine Festplatte aus, so kann man nicht mehr auf das System zugreifen und die Daten sind verloren.
• Level 1: Der als Mirroring bezeichnete RAID-Level 1 bietet eine einfache Datenredundanz, da die Daten - wie der Name bereits andeutet - gespiegelt werden, also zweifach im System komplett vorhanden sind. Der große Vorteil dieses Levels ist die Datensicherheit: Fällt ein logisches Laufwerk aus, so können die Daten ohne Unterbrechung vom zweiten logischen Massenspeicher gelesen werden. Nachteilig wirkt sich die verschenkte Kapazität aus: Während sich beim RAID-Level 0 die Kapazität der einzelnen Laufwerke addiert, entspricht beim Level 1 die gesamte für Daten verfügbare Kapazität nur der Gesamtgröße des zu spiegelnden Speichersystems.
• Level 5: Dieser weit verbreitete Level speichert die anfallenden Daten ähnlich wie der Level 0, jedoch werden zusätzlich auf den Laufwerken verteilt Paritätsdaten abgelegt. Der RAID-Level 5 bietet eine ähnliche Geschwindigkeit bei Lesevorgängen wie Level 0, ist jedoch aufgrund der Bildung der Paritätsdaten bei Schreibvorgängen langsamer. Level 5 bietet zudem eine hohe Datensicherheit, weil der Controller beim Ausfall einer Festplatte die fehlenden Daten aus den Paritätsblöcken rekonstruieren kann.
• Level 6: Dieser Level arbeitet ähnlich wie Level 5, speichert jedoch Paritätsdaten auf einem eigens dafür vorgesehenen Laufwerk. Dadurch bietet Level 6 eine noch höhere Datensicherheit als Level 5.
• Level 7: Bei diesem Level werden die Daten zusätzlich in einem Cache-Speicher temporär abgelegt und es sind mehrere Reserve-Festplatten vorhanden, die im Bedarfsfall sofort aktiviert werden können. Level 7 bietet daher die höchste Datensicherheit.

Darüber hinaus sind noch kombinierte RAID-Level definiert (z. B. 10, 50), die die Vorteile der zugrunde liegenden Basislevel zu vereinen suchen.

Kriterien für die Auswahl eines RAID Controllers:

• Gute Controller verfügen über mehrere Ports (auch als Kanäle bezeichnet), um ein hohes Datenaufkommen verzögerungsfrei bewältigen zu können.
• Achten Sie beim Kauf eines Controllers auf die Größe des implementierten Pufferspeichers. Der Cache-Speicher sollte zudem bei wachsenden Anforderungen erweiterbar sein.
• In professionellen Umgebungen sind Controller mit PCI Express x8 oder FC-Schnittstellen zu bevorzugen.
• RAID-Controller, die den Anschluss von Festplatten mit verschiedenen Interfaces gestatten, können den individuellen Bedürfnissen flexibel angepasst werden.