Wie berechnet man den Speicherbedarf und die Performance bei RAID-Systemen?
- Einführung in RAID
- Wichtige Komponenten zur RAID-Berechnung
- Speicherbedarf berechnen bei verschiedenen RAID-Leveln
- Performance bei RAID berechnen
- Zusammenfassung
Einführung in RAID
RAID steht für "Redundant Array of Independent Disks" und beschreibt eine Methode, mehrere Festplatten zu einem logischen Laufwerk zusammenzufassen. Ziel ist es, entweder die Datensicherheit zu erhöhen, die Performance zu verbessern oder beides zu kombinieren. Je nach RAID-Level unterscheidet sich die Art der Speicherung, die Redundanz und somit auch der Speicherbedarf und die Geschwindigkeit.
Wichtige Komponenten zur RAID-Berechnung
Zur Berechnung des Speicherbedarfs und der Performance eines RAID-Systems muss man verschiedene Parameter kennen: die Anzahl der Festplatten, die Größe jeder Festplatte und der verwendete RAID-Level (z.B. RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 oder RAID 10). Jede RAID-Konfiguration hat eigene Regeln für die Verteilung der Daten und Paritätsinformationen.
Speicherbedarf berechnen bei verschiedenen RAID-Leveln
Bei RAID 0, auch Striping genannt, werden die Daten gleichmäßig auf alle Platten verteilt, ohne Redundanz. Der verfügbare Speicher entspricht hier der Summe aller Festplattengrößen. Es gibt keinen Speicherverlust wegen Redundanz, aber auch keinen Schutz bei Ausfall einer Platte.
RAID 1 nutzt Spiegelung, das heißt alle Daten werden identisch auf mindestens zwei Platten geschrieben. Die effektive Kapazität entspricht nur der Größe einer einzigen Festplatte. Hier gehen also Speicherressourcen verloren, bieten jedoch hohe Ausfallsicherheit.
RAID 5 verwendet Block-Level Striping mit verteilter Parität. Dabei wird die Parität über alle Platten verteilt, wodurch der Speicherbedarf um die Kapazität einer Festplatte reduziert wird. Die verfügbare Kapazität berechnet sich aus der Anzahl der Platten minus einer Paritätsplatte multipliziert mit der Größe der kleinsten Platte.
RAID 6 ist ähnlich wie RAID 5, bietet aber doppelte Parität. Das bedeutet, dass der Speicherplatz von zwei Festplatten für Paritätsinformationen reserviert wird. Die Kapazität ist daher die Gesamtzahl der Platten minus zwei, multipliziert mit der Kapazität der kleinsten Platte.
RAID 10 kombiniert Spiegelung und Striping. Mindestens vier Platten werden in zwei gespiegelte Paare aufgeteilt, die dann gestreift werden. Die effektive Kapazität entspricht der Hälfte der Gesamtspeicherkapazität.
Performance bei RAID berechnen
Die Performance hängt vom RAID-Level, Anzahl der Platten und den Arten der Lese-/Schreiboperationen ab. RAID 0 bietet die höchste Schreiblatenz, da Daten parallel geschrieben werden, aber keine Redundanz. RAID 1 bietet sehr gute Lesegeschwindigkeiten, da Daten von jeder der gespiegelten Platten gelesen werden können, aber die Schreibgeschwindigkeit entspricht meist der eines einzelnen Laufwerks.
RAID 5 und RAID 6 profitieren von paralleler Verarbeitung, allerdings entstehen durch das Berechnen und Schreiben der Parität zusätzliche Schreiblatenzen. RAID 6 ist dabei etwas langsamer als RAID 5 wegen der doppelten Parität. RAID 10 bietet gute Lese- und Schreibperformance durch Kombination aus Striping und Spiegelung.
Zusammenfassung
Die Berechnung des Speicherbedarfs und der Performance bei RAID-Systemen hängt wesentlich vom gewählten RAID-Level, der Anzahl der Platten und deren Kapazitäten ab. Wer reine Kapazität ohne Redundanz benötigt, wählt RAID 0. Für Datensicherheit mit Spiegelung ist RAID 1 geeignet, während RAID 5 und RAID 6 durch Parität einen guten Kompromiss zwischen Sicherheit und Kapazität bieten. RAID 10 verbindet Redundanz und Geschwindigkeit, erfordert aber mehr Laufwerke. Für eine genaue Berechnung muss man daher zuerst den RAID-Level festlegen und dann entsprechend die Formeln für Speicher und Performance anwenden.