RAID einfach erklärt
Festplatten und SSDs verschleißen. Steckt in einem Server nur ein einziger Datenträger, legt dessen Defekt den ganzen Server lahm, bis Ersatz eingebaut und alles wiederhergestellt ist. Ein RAID verteilt die Daten deshalb nach festen Regeln auf mehrere Datenträger und legt zusätzlich Spiegelkopien oder Prüfinformationen ab. Fällt einer aus, rekonstruiert der Verbund die fehlenden Daten aus den übrigen.
Anwendungen und Nutzer bekommen davon wenig mit: Sie sehen ein einziges Laufwerk. Die Verteilung übernimmt entweder ein eigener Controller im Server (Hardware-RAID) oder das Betriebssystem selbst (Software-RAID). Auch viele NAS-Geräte mit mehreren Datenträgern arbeiten intern mit einem RAID.
Die wichtigsten RAID-Stufen
Die Stufen unterscheiden sich darin, wie viele Ausfälle sie verkraften und wie viel Kapazität für die Absicherung verloren geht:
- RAID 0: Die Daten werden in Streifen auf mehrere Datenträger verteilt. Das beschleunigt Zugriffe, bietet aber keine Redundanz – fällt ein Datenträger aus, sind die Daten des ganzen Verbunds verloren.
- RAID 1: Jeder Datenblock liegt auf mindestens zwei Datenträgern. Diese Spiegelung übersteht den Ausfall eines Datenträgers, halbiert bei zwei Platten aber die nutzbare Kapazität.
- RAID 5: Daten und Prüfinformationen (Parität) liegen verteilt auf mindestens drei Datenträgern. Der Verbund übersteht den Ausfall eines Datenträgers; die Kapazität einer Platte geht für die Parität ab.
- RAID 6: Wie RAID 5, aber mit doppelter Parität. Der Verbund übersteht den gleichzeitigen Ausfall von zwei Datenträgern.
- RAID 10: Eine Kombination aus Spiegelung und Streifen. Sie verbindet die Ausfallsicherheit von RAID 1 mit höherer Geschwindigkeit und braucht mindestens vier Datenträger.
Welche Stufe passt, hängt von Kapazitätsbedarf, Zugriffsmuster und der Zahl der Datenträger ab. Datenbanken mit vielen kleinen Schreibvorgängen profitieren eher von Spiegelung, große Ablagen eher von Parität.
Der Rebuild: die verwundbare Phase
Nach dem Ausfall eines Datenträgers läuft der Verbund weiter, aber ohne Reserve; man spricht von einem degradierten Zustand. Erst wenn ein Ersatz eingesetzt ist, baut der Controller die Daten darauf neu auf. Während dieses Rebuilds liest er die übrigen Datenträger in der Regel komplett aus. Bei großen Platten kann das lange dauern, und bei RAID 5 darf in dieser Zeit kein weiterer Datenträger ausfallen.
Das BSI verlangt deshalb im Baustein APP.3.3 für Fileserver, die RAID-Stufe bewusst zu wählen und festzulegen, wie lange ein Rebuild höchstens dauern darf. Zusätzlich sollen Ersatzplatten bereitstehen, die der Controller bei einem Ausfall selbst einbindet (Hotspare). Entscheidend ist außerdem, dass jemand den Ausfall bemerkt. Ohne IT-Monitoring bleibt eine Warnleuchte am Server unter Umständen wochenlang unbeachtet.
Plattendefekt beim Busunternehmen
Angenommen, ein Reisebusunternehmen mit 30 Beschäftigten betreibt einen Server mit vier Festplatten im RAID 5. Darauf liegen die Fahrerdienstpläne, die Dateiablage und die Datenbank der Buchungssoftware. An einem Samstag in der Hauptsaison fällt eine Platte aus.
Disposition und Buchung arbeiten ungestört weiter, doch die Überwachung meldet den degradierten Zustand. Eine Hotspare gibt es nicht, deshalb läuft der Verbund bis Montag ohne Reserve. Dann wird die Platte getauscht, der Rebuild läuft über Nacht, und künftig steckt eine Ersatzplatte im Server.
Zwei Wochen später löscht eine Aushilfe im Büro versehentlich den Ordner mit den Dienstplänen. Hier hilft das RAID nicht: Es übernimmt das Löschen auf allen Platten, wie es jede andere Änderung übernimmt. Die Dienstpläne kommen aus der Datensicherung vom Vorabend zurück.
Warum RAID keine Datensicherung ersetzt
Das Beispiel zeigt die Grenze, die auch das BSI im Baustein CON.3 zieht: Es zählt die Spiegelung per RAID ausdrücklich nicht zur Datensicherung. Gegen einen defekten Datenträger hilft sie, gegen eine überschriebene Datei oder eine Infektion mit Schadsoftware nicht, denn jede Änderung landet im selben Moment auf allen Datenträgern des Verbunds. Ebenso wenig hilft ein RAID gegen Brand, Diebstahl oder einen defekten Controller, der im ungünstigen Fall den ganzen Verbund unlesbar macht.
Ein RAID beantwortet also die Frage, ob ein Server nach einem Plattendefekt weiterläuft. Ob verlorene Daten zurückkommen, entscheidet ein Backup auf einem getrennten System. Fallen mehr Datenträger aus, als die Stufe verkraftet, und fehlt eine aktuelle Sicherung, bleibt nur noch der Versuch einer Datenrettung im Labor – mit ungewissem Ausgang. Wie wir Sicherungen getrennt aufbewahren und testen, beschreibt die Seite zur Datensicherung für Unternehmen.
Wie ProNet unterstützt
Bei der Auswahl neuer Server stimmen wir mit Ihnen ab, welche RAID-Stufe und wie viele Datenträger zu Ihren Daten passen, und berücksichtigen Ersatzplatten und Herstellerservice. Mehr dazu finden Sie bei unseren Servern für kleine Unternehmen. Ist der Server in unser IT-Monitoring für Unternehmen eingebunden, landet ein Plattendefekt als Meldung bei uns.