Was ist RAID-Speicher und kann ich auf meinem Heim-PC verwenden? [Technologie erklärt]

RAID ist ein Akronym für Redundant EINRray von ichunabhängig Disks, und dies ist eine Kernfunktion der Serverhardware, die die Datenintegrität gewährleistet. Es ist auch nur ein schickes Wort für zwei oder mehr miteinander verbundene Festplatten, um zusätzliche Funktionen hinzuzufügen. Warum möchtest du das tun? Weiter lesen.

RAID-Konfigurationen

Zunächst einmal ist es sehr schwierig, RAID-Technologien als Ganzes zu beschreiben, da durch die verschiedenen verfügbaren Konfigurationen sehr unterschiedliche Funktionen erstellt werden. Alle konzentrieren sich jedoch entweder auf Geschwindigkeit oder Zuverlässigkeit. Brechen wir sie auf:

RAID 0: Gestreift

Bei dieser Konfiguration dreht sich alles um Geschwindigkeit. Kurz gesagt, Daten sind auf mehrere Festplatten verteilt (gestreift tatsächlich über die Festplatten hinweg) - anstatt nur auf eine geschrieben zu werden. Dadurch werden die Geschwindigkeitsbeschränkungen eines einzelnen Laufwerks überwunden, sodass die Leistung theoretisch mit der Anzahl der verwendeten Festplatten multipliziert wird.

Es ist ein ähnliches Konzept wie 4 Kerne in Ihrer CPU - anstatt sequentiell Anweisungen an eine CPU zu schreiben, senden Sie verschiedene Teile davon an 4 verschiedene CPUs und erhalten die Antworten viermal so schnell zurück. Sie können auch den kombinierten Speicherplatz aller Laufwerke nutzen, sodass 2 x 1 TB in einer gestreiften Konfiguration als einzelnes 2-TB-Laufwerk angezeigt werden.

Nachteilig ist auch, dass Sie so viele Fehlerquellen haben wie Laufwerke, die Sie verwenden. Wenn nur eines dieser Laufwerke ausfällt, gehen alle Ihre Daten verloren. In der Realität wird diese Konfiguration selten verwendet. Wenn die Daten jedoch nicht so wertvoll sind, möchten Sie möglicherweise ein RAID0 auf einem Heimserver oder sogar einem Desktop-Computer einrichten.

RAID 1: Gespiegelt

Bei dieser Konfiguration geht es um Datenintegrität und die Erklärung ist viel einfacher. In einem RAID 1-Setup werden die Daten auf die anderen Laufwerke gespiegelt - eine vollständige Sicherung aller Daten wird zu jeder Zeit aufbewahrt, da die Datenbits gleichzeitig auf verschiedene Laufwerke geschrieben werden. Aus diesem Grund erhalten Sie nur den gesamten Festplattenspeicherplatz eines einzelnen Laufwerks. Daher bieten 2 x 1 TB-Laufwerke, die zum Spiegeln eingerichtet sind, nur 1 TB Gesamtspeicherplatz.

Dies ist möglicherweise die häufigste Verwendung in der realen Welt, wenn zwei Festplatten verfügbar sind. Wenn man stirbt, sind die Daten noch 100% da und einsatzbereit, aber der Prozess von “Wiederaufbau” Das Datenarray auf dem Ersatzlaufwerk kann sehr lange dauern.

RAID 0 + 1: Gestreift und gespiegelt

Dies kombiniert das Beste aus beiden Welten durch Schachteln von RAID-Setups, erfordert jedoch mindestens 4 Festplatten. Dann werden 2 Sätze von 2 gestreiften Festplatten eingerichtet, wobei jeder Satz zum anderen repliziert wird. RAID 1 + 0 ist ebenfalls vorhanden, variiert jedoch nicht genug, um eine gesonderte Erklärung zu rechtfertigen. Es ist der Fall, wenn Sie Ihre Spiegel spiegeln, anstatt Ihre Streifen zu spiegeln!

RAID 2 und höher: Paritätsbits

Mit drei Festplatten können Sie einen guten Kompromiss in Bezug auf Leistung und Integrität erzielen, indem Sie eine so genannte Paritätsfestplatte verwenden. Um dies zu erklären, denken Sie auf eine Skala von Bits anstatt auf ganze Laufwerke.

Ein Paritätsbit ist einfach eine XOR-Kombination der anderen Bits. XOR ist eine logische Operation, die als wahr ausgewertet wird, wenn nur EINS der beiden Eingangsbits wahr ist. Siehe die folgende Tabelle, wobei P das Paritätsbit ist.

A B P
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Nun stellt sich heraus, dass dies für die Fehlerprüfung und Reparatur der Daten sehr nützlich ist. Wenn Sie das gesamte löschen würden B In der Spalte können Sie es einfach neu erstellen, da Sie immer noch sowohl das Paritätsbit als auch EIN, und bei denen gibt es dann nur eine mögliche Antwort für Bit B.

Nun sollte es leicht zu erkennen sein, dass selbst wenn wir 2 x 1 Terabyte große Laufwerke hätten, wir für jedes einzelne Bit eine Parität erstellen und auf ein drittes Laufwerk platzieren könnten, das ebenfalls ein Terabyte groß ist. Und das ist RAID3. Bei einem 3-Platten-Array werden zwei Daten verwendet, um die Daten zu streifen und für die Leistung zu verbreiten. Das dritte Laufwerk erstellt einen Paritätssatz. Wenn eines dieser Laufwerke stirbt, können Sie die anderen 2 verwenden, um es vollständig wiederherzustellen.

Ich werde nicht auf Details zu RAID 3, 4, 5 und 6 eingehen, da es sich im Grunde nur um Varianten handelt, wo und wie Paritätsbits gespeichert oder abgeleitet werden und wie viel Wiederherstellung tatsächlich möglich ist. Wenn Sie sich darüber informieren möchten, würde ich die umfangreiche Wikipedia-Seite zum Thema vorschlagen.

Können Ich verwende RAID auf meinem Heim-PC? Sollte ich?

Sowohl OSX als auch Windows können Software-RAID-Konfigurationen erstellen. Beachten Sie jedoch, dass dies die Belastung Ihres Betriebssystems aufgrund der zusätzlichen erforderlichen Berechnungen erhöht. Ich werde sie nicht hier einrichten, aber wenn Sie mehr darüber wissen möchten oder ein Tutorial zu MakeUseOf sehen möchten, lassen Sie es mich in den Kommentaren wissen und ich werde direkt darauf eingehen.

Viele Motherboards enthalten auch eine Form von Semi-Hardware-RAID - ich sage Semi-Hardware, da sie normalerweise immer noch einen Treiber in Ihrem Betriebssystem benötigen, um auf die Daten zugreifen zu können. Dies ist jedoch immer noch ein Schritt von einem reinen Software-RAID und Sie können sogar das Betriebssystem darauf installieren, um die Leistung zu erhöhen.

Die letzte RAID-Methode besteht in dedizierten Hardware-Upgrade-Karten, die Sie in Ihren PC einstecken können und die vollständige Kontrolle über die Datenseite haben. Dies sind natürlich die zuverlässigsten und leistungsstärksten, aber die Preisspanne liegt im Allgemeinen außerhalb der Budgets der Verbraucher.

Wie für dich sollte Wenn Sie ein RAID verwenden, lohnt es sich sicherlich, mit Geek-Punkten herumzuspielen. In Bezug auf das Computing in der realen Welt sind die erwarteten Leistungsgewinne oft geringer als die damit verbundenen Schwierigkeiten (eine SSD würde sie ohnehin weit übertreffen) oder die Datenredundanz, die Sie mit anderen herkömmlichen Sicherungsmethoden erzielen, kann leicht erreicht werden.

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Bildnachweis: Wikipedia-Benutzer C Burnett, ShutterStock

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