Hardware- vs. Software-RAID. Was eignet sich für wen? - TUXEDO Computers

TUXEDOs, die mit mindestens zwei Laufwerken ausgestattet sind, eignen sich grundsätzlich für die Einrichtung eines RAID-Verbunds. RAID steht für Redundant Array of Independent Disks (auf Deutsch: Redundantes Array unabhängiger Festplatten) und bezeichnet ein Verfahren, bei dem mehrere physische Datenträger nach außen wie ein einziges logisches Laufwerk erscheinen. Gründe für den Einsatz eines RAID sind unter anderem die Erhöhung der Ausfallsicherheit durch Redundanz oder die Steigerung des Datendurchsatzes.

Hardware- vs. Software-RAID

Grundsätzlich wird zwischen Hardware- und Software-RAID unterschieden. Beim Hardware-RAID steckt die Intelligenz in einem dedizierten RAID-Controller. Dieser liegt in Form einer zusätzlichen Platine vor und verfügt in der Regel über einen eigenen Prozessor, Cache sowie optional über eine Batterie oder einen Superkondensator zum Schutz des Schreibcaches. Für das Betriebssystem erscheint das Hardware-RAID als einzelnes Laufwerk; die einzelnen Datenträger sind für das Dateisystem nicht sichtbar. Vorteile ergeben sich vor allem in klassischen Serverumgebungen mit hoher Dauerlast. Dem stehen jedoch Nachteile wie höhere Kosten, eine starke Abhängigkeit vom jeweiligen Controller sowie eingeschränkte Wiederherstellungsoptionen im Fall eines Defekts gegenüber.

Das Software-RAID

Beim Software-RAID übernimmt der Linux-Kernel selbst die Verwaltung des RAID-Verbunds. Klassisch geschieht das über mdadm, oft in Kombination mit LVM. Bei Verwendung von Btrfs als Dateisystem wird mdadm nicht benötigt, da Btrfs intern über RAID-Funktionalität verfügt. Auf Betriebssystemebene bleiben dabei die einzelnen Laufwerke sichtbar, aus denen das RAID zur Laufzeit zusammengesetzt wird. Diese Variante ist flexibel, herstellerunabhängig und verursacht auf moderner Hardware praktisch keine messbaren Performance-Nachteile.

Fake-RAID

Eine Sonderform des Software-RAIDs ist das sogenannte Fake- oder Host-RAID, das auf vielen Mainboards zu finden ist. Hierbei wird ein Hardware-RAID lediglich simuliert. Tatsächlich handelt es sich um einen gewöhnlichen Festplattencontroller mit zusätzlicher BIOS-Unterstützung, jedoch ohne dedizierte RAID-Hardware. Aus Linux-Sicht bringt diese Lösung kaum Vorteile, erhöht aber die Komplexität und Abhängigkeit von Firmware und Treibern.

Software-RAID als Empfehlung

Wenn Sie auf unseren Geräten ein RAID einrichten möchten, empfehlen wir ausdrücklich ein Software-RAID. Es unterstützt die RAID-Level RAID 0 (Striping), 1 (Mirroring), 4,5 (Distributed Parity), 6 (Double Parity) und 10 (Mirrored Striping). Darüber hinaus bietet es Funktionen wie einfache Erweiterbarkeit, Hot-Spares und eine hohe Unabhängigkeit von spezifischer Hardware.

Die RAID-Level 1, 4, 5 und 6 lassen sich zudem im laufenden Betrieb erweitern, indem zusätzliche Laufwerke zunächst als Hot-Spares eingebunden und anschließend in das bestehende Array integriert werden. Das Array bleibt dabei online, der Resync erfolgt automatisch im Hintergrund.

RAID-Level im Vergleich

¹ Ausfallsicherheit bei RAID 0: Bei einem RAID 0 gibt es keinen Schutz vor Datenverlust. Die Daten werden auf alle Laufwerke im Verbund verteilt, um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Fällt nur ein einziger Datenträger aus, gehen sämtliche gespeicherten Daten unwiederbringlich verloren.

² Degradierter Modus: Ein RAID befindet sich im degradierten Zustand, wenn ein Laufwerk nicht mehr lesbar ist und aus dem Verbund entfernt wird. Neue Daten und Paritätsinformationen werden dann auf die verbleibenden Laufwerke geschrieben. Erfolgt eine Datenanforderung, die das ausgefallene Laufwerk betreffen würde, wird sie mithilfe der Paritätsdaten der übrigen Laufwerke rekonstruiert.