Definition und Zweck:
RAID (Redundant Array of Independent Disks, ursprünglich Redundant Array of Inexpensive Disks) ist eine Technologie zur ausfallsicheren Datenspeicherung, die mehrere physikalische Festplattenlaufwerke zu einer logischen Speichereinheit zusammenfasst. Das Hauptziel von RAID-Systemen ist es, die Verfügbarkeit von Daten zu erhöhen, die Performance zu verbessern und die Speicherkapazität zu optimieren.
Durch die Verteilung von Daten und/oder die Speicherung von Redundanzinformationen (Parity-Informationen) auf mehrere Festplatten kann ein RAID-System den Ausfall einer oder mehrerer einzelner Festplatten kompensieren, ohne dass es zu Datenverlust kommt oder der Betrieb unterbrochen werden muss.
Wichtige RAID-Level und ihre Eigenschaften:
- RAID 0 (Striping):
- Daten werden in Blöcke zerlegt und auf mehrere Festplatten verteilt (gestriped).
- Vorteil: Hohe Performance (schnelleres Lesen und Schreiben) und maximale Kapazitätsausnutzung.
- Nachteil: Keine Redundanz. Fällt eine Festplatte aus, sind alle Daten verloren.
- RAID 1 (Mirroring):
- Daten werden gleichzeitig auf mindestens zwei Festplatten gespiegelt (redundant gespeichert).
- Vorteil: Hohe Ausfallsicherheit (Datenverfügbarkeit), wenn eine Festplatte ausfällt.
- Nachteil: Kapazitätsverlust (nur die Hälfte der Rohkapazität nutzbar), höhere Kosten pro TB.
- RAID 5 (Striping with Parity):
- Daten und Parity-Informationen werden verteilt (gestriped) auf mindestens drei Festplatten gespeichert.
- Vorteil: Gute Balance zwischen Performance, Kapazität und Ausfallsicherheit (verkraftet den Ausfall einer Festplatte).
- Nachteil: Komplexere Wiederherstellung bei Festplattenausfall.
- RAID 6 (Striping with Dual Parity):
- Ähnlich RAID 5, aber mit zwei redundanten Parity-Blöcken, verteilt auf mindestens vier Festplatten.
- Vorteil: Noch höhere Ausfallsicherheit (verkraftet den Ausfall von zwei Festplatten).
- Nachteil: Etwas geringere Performance und Kapazität als RAID 5.
- RAID 10 (RAID 1+0 / Striped Mirrors):
- Kombination von Striping (RAID 0) und Mirroring (RAID 1) auf mindestens vier Festplatten.
- Vorteil: Sehr hohe Performance und hohe Ausfallsicherheit.
- Nachteil: Hohe Kosten, da die Hälfte der Kapazität für Redundanz verwendet wird.
Relevanz in der Automatisierung:
RAID-Systeme sind kritisch für die Datensicherheit und Verfügbarkeit in industriellen Automatisierungssystemen, insbesondere dort, wo große Datenmengen gespeichert werden oder wo ein Datenverlust inakzeptabel wäre:
- Historian-Server: Für die Langzeitarchivierung von Prozessdaten (Zeitreihendatenbanken) ist RAID unerlässlich, um Datenverlust zu verhindern.
- MES/SCADA-Server: Für die Speicherung von Produktionsdaten, Rezepturen, Alarmen.
- Industrie-PCs (IPCs): Wenn IPCs als lokale Server oder Steuerungen kritische Daten speichern.
- Datenlogger: Für robuste Speicherung großer Datenmengen.
- Virtuelle Maschinen (VMs): Die Festplatten von VMs werden oft auf RAID-Systemen gespeichert.
Die Wahl des richtigen RAID-Levels hängt von den Anforderungen an Performance, Kapazität und vor allem Ausfallsicherheit ab.
→ Siehe auch: Historian, Verfügbarkeit, Datensicherheit, Industrie-PC (IPC), SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), MES (Manufacturing Execution System)
