RAID 0: Was steckt hinter dem RAID-Level?

In der Auf­zäh­lung der ge­bräuch­li­chen RAID-Level hat RAID 0 einen festen Platz – obwohl der Standard streng genommen gar kein Redundant Array of Inde­pen­dent Disks (so lautet die aus­ge­schrie­be­ne Form von RAID) ist. Das Kern­prin­zip, also die red­un­dan­te Da­ten­spei­che­rung, wird bei diesem Typ an­ein­an­der­ge­kop­pel­ter Fest­plat­ten nämlich gar nicht umgesetzt. In einem RAID-0-Verbund, der sich immer aus min­des­tens zwei möglichst iden­ti­schen Spei­cher­me­di­en zu­sam­men­setzt, wird ein einzelnes logisches Laufwerk geformt, dessen einziges Ziel die Op­ti­mie­rung von Lese- und Schreib­zu­grif­fen ist. Eine erhöhte Da­ten­si­cher­heit wie bei anderen RAID-Leveln ist nicht gegeben.

RAID 0 ist ein stan­dar­di­sier­tes RAID-Level, das den Zu­sam­men­schluss von zwei oder mehr Fest­plat­ten zugunsten einer Per­for­mance-Op­ti­mie­rung be­schreibt. Zu diesem Zweck werden alle Daten gleich­mä­ßig in „Streifen“ (engl. stripes) bzw. Blöcken auf die teil­neh­men­den Spei­cher­me­di­en auf­ge­teilt. Die zu­grun­de­lie­gen­de Technik be­zeich­net man aus diesem Grund auch als „Striping“. Fest­plat­te 1 erhält beim Schreib­vor­gang bei­spiels­wei­se den Da­ten­block „A1“, während Fest­plat­te 2 zur gleichen Zeit Da­ten­block „A2“ speichert. Zu­sam­men­ge­setzt ergeben die beiden Blöcke dann Datensatz „A“ bzw. einen Teil dieses Da­ten­sat­zes (je nach Größe). Wird der Datensatz später an­ge­for­dert, kann er ebenso parallel gelesen werden, wie er zuvor auf den Fest­plat­ten ge­spei­chert wurde.

RAID 0 maximiert mithilfe der Striping-Methode also sowohl die Schreib- als auch die Le­se­ge­schwin­dig­keit. Fällt al­ler­dings eine Fest­plat­te aus, sind die Daten für ge­wöhn­lich verloren, da die noch intakten Platten nur ihre je­wei­li­gen Stripes ge­spei­chert haben.

Der große Vorteil, den ein RAID-0-Array gegenüber einer einzelnen Fest­plat­te mit sich bringt, ist die Mög­lich­keit der par­al­le­li­sier­ten Da­ten­zu­grif­fe. Der Verbund liefert so nicht nur mehr Band­brei­te, sondern erhöht au­to­ma­tisch auch die Zahl der möglichen Ein- und Ausgabe-Ope­ra­tio­nen pro Sekunde (engl. Input/Output Ope­ra­ti­ons per Second; kurz IOPS). Da SSD-Speicher im RAID-Verbund grund­sätz­lich an Leistung einbüßen, fällt dieser Vorteil für die neuere Spei­cher­ge­ne­ra­ti­on jedoch weg bzw. deutlich schwächer aus. RAID 0 ist daher noch stärker als andere RAID-Typen auf den Einsatz von HDD-Fest­plat­ten aus­ge­rich­tet.

Der ent­schei­den­de Nachteil gegenüber einem einzelnen Spei­cher­me­di­um ist die erhöhte Aus­fall­wahr­schein­lich­keit: Jede Fest­plat­te im Verbund kann aufgrund von Hardware- oder Software-Problemen ausfallen und sorgt damit gleich­zei­tig für den Ausfall des gesamten Systems. Hier gilt also: Mit stei­gen­der Zahl an ver­knüpf­ten Da­ten­trä­gern erhöht sich au­to­ma­tisch auch das Risiko eines To­tal­aus­falls.

Dies wird noch dadurch verstärkt, dass ein solches Szenario beinahe aus­nahms­los auch mit einem Verlust des Großteils der ge­spei­cher­ten Daten verbunden ist, wenn man eine separate Backup-Strategie verfolgt. Wie eingangs erwähnt, bietet RAID 0 im Vergleich zu anderen RAIDs keine Redundanz. Einer Re­kon­struk­ti­on größerer Daten-Stripes, die auf alle RAID-Kom­po­nen­ten auf­ge­teilt wurden, fehlen nach dem Ausfall folglich die Teile der defekten Platte. Lediglich kleinere Dateien, die auf einzelnen, noch intakten Speichern des RAID 0 liegen, lassen sich noch re­kon­stru­ie­ren.

Aus den zuvor auf­ge­zähl­ten Stärken und Schwächen eines RAID-0-Verbunds geht eindeutig hervor, für welche Art von Projekten sich dieser Spei­cher­an­satz eignet: An­ein­an­der­ge­kop­pel­te HDDs nach RAID 0 liefern her­vor­ra­gen­de Per­for­mance-Werte, die ihre Ein­zel­leis­tung deutlich über­tref­fen. Un­kri­ti­sche An­wen­dun­gen wie Software zur Audio- oder Vi­deo­be­ar­bei­tung, bei denen Daten sehr schnell gelesen und ge­schrie­ben werden müssen, pro­fi­tie­ren hiervon in be­son­de­rer Weise. In diesem Fall kann ein RAID-0-System durchaus als eine kos­ten­güns­ti­ge Al­ter­na­ti­ve zu einer SSD angesehen werden. Ist ein Speicher-Setup für sensible In­for­ma­tio­nen wie Kun­den­da­ten oder private Dateien gefragt, eignet sich das Konzept aufgrund der fehlenden Redundanz nicht.

Der Verzicht auf einen Si­che­rungs­me­cha­nis­mus ist das Al­lein­stel­lungs­merk­mal von RAID 0. Alle anderen stan­dar­di­sier­ten RAID-Level setzen auf Methoden, um Da­ten­ver­lust vor­zu­beu­gen. Einige Ansätze wie RAID 1 oder die Kom­bi­na­ti­on RAID 10 setzen dabei auf eine Spie­ge­lung der Daten: Alle Dateien sind dabei immer auf min­des­tens zwei ver­schie­de­nen Fest­plat­ten ge­spei­chert. Andere Modelle wie RAID 5 und RAID 6 greifen auf Pa­ri­täts­in­for­ma­tio­nen zurück, die im Zuge des Schreib­pro­zes­ses generiert werden, um Daten im Falle eines Hardware-Defekts re­kon­stru­ie­ren zu können.