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RAID-Rechner

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RAID-Layout

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Planen Sie ein klassisches RAID, ohne Herstellerkapazität, vom Betriebssystem angezeigte Kapazität und geschützten Speicher zu verwechseln. Wählen Sie RAID 0, 1, 5, 6, 10, 50 oder 60, geben Sie gleich große aktive Laufwerke oder eine Liste gemischter Größen ein und behandeln Sie Hot-Spare-Laufwerke getrennt. Der Rechner weist jeden Abzug aus: ungenutzte Kapazität größerer Laufwerke, Spiegelungs- oder Parity-Overhead, Spare-Kapazität und theoretisch nutzbaren Speicher. Ergebnisse erscheinen in dezimalen Terabyte und binären Tebibyte; die Ausfalltoleranz wird topologiespezifisch beschrieben und nicht als irreführende pauschale Zahl ausgegeben.

RAID-Kapazität berechnen

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    RAID-Layout wählen

    Wählen Sie einen klassischen RAID-Level, gleiche oder gemischte Größen und die aktiven Mitglieder, die tatsächlich Array-Daten speichern.

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    Kapazität und Spans eingeben

    GB und TB stehen für dezimale Laufwerksangaben, GiB und TiB für binäre Kapazität. RAID 50 und 60 benötigen zusätzlich gleich große gültige Parity-Spans.

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    Spare und optionale Kosten ergänzen

    Erfassen Sie Hot-Spare-Laufwerke getrennt. Sie sind installierte Kapazität, kein aktiv nutzbarer Speicher; der optionale Preis ist ein Durchschnitt für jedes Laufwerk.

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    Alle Kapazitätsebenen prüfen

    Vergleichen Sie aktive Rohkapazität, adressierbaren RAID-Pool, Größenverschnitt, Schutz-Overhead, Spare-Kapazität, nutzbare TB/TiB und bedingte Ausfallgrenzen.

Formeln für die RAID-Kapazität

N ist die Zahl aktiver Mitgliedslaufwerke, S die Kapazität des kleinsten aktiven Laufwerks, P die Summe ihrer tatsächlichen Kapazitäten und G die Zahl gleicher Spans bei RAID 50 oder 60. Klassisches RAID begrenzt den Beitrag jedes Mitglieds auf S. Der RAID-adressierbare Pool beträgt daher N × S, der Verschnitt durch unterschiedliche Größen P − N × S.

Level Minimum Theoretisch nutzbare Kapazität Ausfalltoleranz in diesem Modell
RAID 0 2 N × S Keine
RAID 1 2 S N − 1 beim ausdrücklich modellierten N-Wege-Spiegel
RAID 5 3 (N − 1) × S Ein beliebiges aktives Laufwerk
RAID 6 4 (N − 2) × S Zwei beliebige aktive Laufwerke
RAID 10 4, gerade (N ÷ 2) × S Ein beliebiges; mehr nur, wenn kein Spiegelpaar beide Mitglieder verliert
RAID 50 6 (N − G) × S Eines je RAID-5-Span
RAID 60 8 (N − 2G) × S Zwei je RAID-6-Span

RAID 50 benötigt mindestens zwei gleiche Spans mit je drei Laufwerken, RAID 60 mindestens zwei gleiche Spans mit je vier. Das bedingte Maximum verspricht nicht, dass jede Kombination so vieler Ausfälle überstanden wird. Fallen beide Mitglieder eines RAID-10-Paars aus, geht dieser Spiegel verloren; zu viele Ausfälle in einem Parity-Span zerstören das verschachtelte Array.

Beispiel mit gemischten Laufwerken

Fünf aktive Laufwerke mit 8, 8, 6, 6 und 6 TB enthalten in RAID 6 physisch 34 TB. Das kleinste Laufwerk mit 6 TB begrenzt den adressierbaren Pool auf 5 × 6 = 30 TB; auf den größeren Laufwerken bleiben 4 TB ungenutzt. Der Overhead der doppelten Parität beträgt 12 TB. Theoretisch nutzbar sind somit 18 TB beziehungsweise rund 16,371 TiB. Controller-Metadaten, Systempartitionen, Pools und Dateisysteme verkleinern das Anwendungen bereitgestellte Volume zusätzlich.

TB ist nicht TiB

Laufwerkshersteller verwenden üblicherweise Dezimaleinheiten: 1 TB = 1.000.000.000.000 Byte. Das binäre IEC-Präfix lautet 1 TiB = 2⁴⁰ = 1.099.511.627.776 Byte. Beide Angaben beschreiben dieselben Bytes auf unterschiedlichen Skalen. Vier 4-TB-Laufwerke in RAID 5 liefern daher 12 TB, aber etwa 10,914 TiB – nicht „12 TB, die geschrumpft sind“. Beim Wechsel der Eingabeeinheit rechnet der Rechner stets über Bytes um.

Hot-Spare, Rebuild und Leistung

Ein Hot-Spare wartet außerhalb des aktiven Layouts. Es liefert weder nutzbare Kapazität noch zusätzliche unmittelbare Toleranz gegenüber gleichzeitigen Ausfällen. Nach dem Ausfall eines aktiven Laufwerks kann der Controller ein kompatibles Spare automatisch zuweisen und den Rebuild starten. Das verkürzt die Zeit im degradierten Zustand; Redundanz besteht erst wieder nach erfolgreichem Abschluss. Der Rechner prüft, ob die Spare-Kapazität für die modellierte Mitgliedskapazität ausreicht. Controller können jedoch ein gleich großes oder größeres physisches Laufwerk, kompatible Medien oder Schnittstellen und herstellerspezifische Voraussetzungen verlangen. Es gelten die Controller-Regeln. Die tatsächliche Rebuild-Dauer hängt von Größe und Typ der Laufwerke, Controller-Einstellungen, Stripe- und Cache-Richtlinien, Gehäuse und laufender Last ab; der Rechner erfindet deshalb keine Fertigstellungszeit.

Auch die Leistung ist lastabhängig. Striping kann den Durchsatz erhöhen, Spiegel können Lesezugriffe aus mehreren Kopien bedienen, und Parity-Layouts verursachen zusätzliche Schreibarbeit. RAID 10 benötigt keine Paritätsberechnung, RAID 5/6/50/60 müssen Parität pflegen. Ohne Messung am echten Controller mit der echten Last rechtfertigt das kein N×-Leistungsversprechen.

RAID-Verfügbarkeit ist kein Backup. RAID schützt nicht vor Löschung, Beschädigung, Schadsoftware, Controller-Ausfall, Feuer oder Diebstahl. Bewahren Sie unabhängige, getestete Sicherungen auf.

Primärquellen: RAID-10-Definition der SNIA, RAID-Kapazitätsformeln und Regel des kleinsten Laufwerks bei IBM, Lenovo-Leitfaden zu RAID-Leveln, Spans und Hot-Spare, Anforderungen der Dell-PERC-RAID-Level, QNAP-Beispiel für gemischte Kapazitäten, binäre Präfixe bei NIST, Seagate-Erklärung zu dezimaler und binärer Kapazität und dokumentierte Dell-Faktoren für die Rebuild-Rate.

Häufig gestellte Fragen

Klassisches RAID lässt jedes aktive Mitglied den gleichen Kapazitätsanteil beitragen. Das kleinste Mitglied bestimmt diesen Anteil; darüberliegende Kapazität größerer Laufwerke wird getrennt als ungenutzter Verschnitt angezeigt. Herstellerspezifische Systeme wie SHR, RAIDZ oder andere Storage-Pools können anders arbeiten und sind nicht Teil dieses Rechners.

Nur bedingt. Der Ausfall eines beliebigen aktiven Laufwerks wird immer überstanden. Je ein Ausfall in jedem Spiegelpaar kann möglich sein; fallen aber beide Mitglieder eines einzigen Paars aus, gehen dieser Spiegel und damit das Array verloren.

Nicht im Moment des Ausfalls. Ein Hot-Spare enthält keine aktiven Array-Daten, daher bleibt die konfigurierte Toleranz unverändert. Nach einem Mitgliedsausfall kann es den Rebuild beginnen und die Dauer des degradierten Zustands verkürzen.

Dies ist die theoretische RAID-Kapazität. Controller-Metadaten, Alignment, Systempartitionen, Dateisystemstrukturen, Snapshots, Thin-Provisioning-Reserven und herstellerspezifischer Systemspeicher können das endgültige Volume verkleinern.

Nein. Der Rechner modelliert zwei oder mehr vollständige Spiegelkopien, was Software-RAID und einige Plattformen unterstützen. Viele Hardware-Controller beschränken gewöhnliches RAID 1 auf zwei Laufwerke oder verwenden eigene Namen für Drei-Wege-Spiegel. Prüfen Sie den Ziel-Controller.

Nein. RAID kann ein System bei bestimmten Laufwerksausfällen verfügbar halten, repliziert jedoch Löschung und Beschädigung und deckt nicht jeden Hardware-, Software- oder Standortausfall ab. Pflegen Sie unabhängige, wiederherstellbare Backups.

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