Bei RAID-Systemen handelt es sich um Speicherkonzept in form eines Disk-Arrays das für eine hohe Aufallsicheheit sorgen soll. Das RAID Konzept macht Festplatten fehelrtolerant ohne dafür eine hundertprozentige Redundanz wie beim Mirroring zu erfodern.

RAID 0:

Eigentlich kein RAID-Level da das wichtigste fehlt nämlich die Rdundanz. Mindenstens zwei Laufwerke werden zu einem logischen Verbund zusammengefasst. Vorteil liegt in der Belegung der gesamten Kapazität mit produktiven Daten und durch parallenen Zugriff über mehrere Kanäle multiplizierten Datendurchsatz. Lässt sich aber nur erzeilen wenn seriell gelesen und geschrieben wird. Daten die geschrieben werden sollen, werden in Blöcke Aufgeteilt, die dann paritätisch auf die einzelnen Laufwerke verteilt werden. Gefahr für Datenverlust verdoppelt sich durch einsatz zweier Festplatten für ein Stipset und wird erhöht mit hinzufügen jeder weiteren Festplatte. Sollte eines der beteiltigten Laufwerke ausfallen sind die anderen gespeicherten Daten nutzlos.

RAID 1:

Ist die Spiegelung (Mirroring/Duplexing) von zwei oder mehreren Festplatten. Hier wird dir höchste Schutzstufe mit dem geringsten Aufwand erreicht. Kein Rechenaufwand ist notwendig, durch Schreiben der Daten auf zwei getrennten, physikalisch gleichen Laufwerken, weder beim erzeugen noch bei der eventuellen Rekonstruktion von Daten. Die meisten vorhandenen Controller auf dem Markt können fehlerhafte Festplatten im Laufenden Betrieb austauschen (Hot-Swap).

Ein RAID-1-Verbund kann man auf zwei Arten erstellen. Beim Mirroring werden zwei Festplatten über denselben I/O-Kanal beschrieben, beim Duplexing passiert dies über zwei getrennte Kanäle. Das heißt, dass der komplette Inhalt einer Harddisk auf ein anderes Laufwerk überspielt wird. Vom Standpunkt der Sicherheit ist diese Methode optimal. Allerdings auch sehr teuer, denn die Redundanz verbraucht 50 Prozent der vorhandenen Kapazität.

RAID 5:

Im RAID 5 Stripset werden Daten und Kontrollinformationen auf mindestens drei Laufwerke verteilt. Zurzeit stellt dieses RAID Level den besten Kompromiss zwischen nutbarer Kapazität, Leistung und Rekonstruktion der Daten dar.

Der RAID Controller ist für Berechnung der Kontrollinformationen zuständig, die beim Schreiben erzeugt werden und beim Lesen überprüft werden. Der Index der dabei entsteht wird auf alle Laufwerke verteilt. Parität wird durch eine Exklusiv-oder Verknüpfung realisiert. Innerhalb des RAID Systems kann ein Laufwerk vollständig ausfallen ohne das Daten verloren gehen. Das System kann immer noch auf das Array und die Daten der fehlerhaften Paltte zugreifen weil die Daten dieser Platte durch die Exklusiv-oder-Operation unter Zuhilfenahme der Parität aus den verbleibenden Platten errechnet werden kann.

RAID 6

RAID 6 funktioniert grundsätzlich so wie RAID 5. HIerbei wird eine höhere Ausfallicherheit zu realtiv geringen kosten erzielt. Bei RAID 6 findet eine gleichzeitige Verteilung der Daten auf mehrere Festplatten statt, dabei werden die Paritätsinformationen auf mehreren Festplatten doppelt hinterlegt. Bei einem Ausfall von einer oder mehr Platten im RAID 6 wird vom RAID Controller ein Dual Parity Check durchgeführt, damit kann man bei einem gleichzeitigen ausfall von zwei Festplatten die Daten aus der doppelten Partötsinformation rekonstruieren. RAID-6 bietet somit eine höhere Ausfallsicherheit und Fehlertoleranz als RAID 5.

Der größte Vorteil von RAID 6 gegenüber RAID 5 liegt also darin das die Paritätsprüfung doppelt stattfindet. Ein RAID-6 Verbund braucht mindestens 4 Festplatten zum realisieren. Von denen werden dann 2 Platten für Paritätsdaten reserviert.  Die maximale Anzahl von Festplatten die ein Raid Controller verabeiten kann begrenzt sich auf 16.

RAID 10

RAID-10 ist ein Kombination aus RAID 1 und 0. Durch Raid 1 findet eine spiegelung der physikalischen Laufwerke statt und RAID-0 sorgt für das Striping also das Verteilen der Daten auf mehrere Laufwerke. Beim Striping werden die Daten in einzeone Stücke unterteilt, die dann auf verschiedene Platten geschrieben werden. Das Striping sorgt auch vor allem für die Beschleunigung von Fetsplatten-Zugriffen, weil Daten nicht mehr von einer Platte geladen werden sondern einzelne Stücke parallel von mehren Platten geladen werden.  Zusammenfassen kann man sagen das die Kombination von RAID 1 und 0 Zugriffe beschleunigt und zugleich für eine erhöte Sicherheit sorgt. Für die einrichtung von RAID 10 werden vier Platten benötigt und ein RAID Controller.

Software RAID:

Bei einem Software basiertem RAID-System ist es so, das der Hauptprozessor bzw. der CPU des Rechners für die Berechnungen gebraucht wird. Dies kann auf verschiedenen Ebenen realisiert werden. Auf BIOS Ebene können Software-RAIDS schon dazu benutzt werden um das Betriebssystem darauf zu installieren. Diese HostRAID Systeme sind in vielen Mainboards installiert und müssen nur über das BIOS eingestellt werden.

Unter Windows kann man in der Datenträgerverwaltung mehrere Festplatten zu einem RAID-Verbund zusammneschließen.

Unter Linux kann man mit "Linux Software RAID" oder MDRAID, von RAID 0 bis RAID 10 fast alles einrichten.

Unter OS X kann man mit dem Pestplattendienstprogramm ein RAID 1 oder 2 einrichten.

Der Vorteil von Software RAIDs liegt darin das sie im gegensatz zu RAID Karten weniger kosten und meisten als Open-Source Software zu kriegen sind oder sie liegen schon direkt dem Betriebssystem bei. Nachteil ist jedoch das Software RAIDs den Hauptprozessor benutzen und somit System-Ressourcen verbrauchen.

Hardware RAID:

Hardware RAID benutzen einen extra Chip für die Berechnungen und somit wird die CPU nicht mit diesen belastet. Es ist möglich das RAID auch schon zum Booten zu nutzen und ein Betriebbsystem darauf zu installieren. Die RAID Steckkarten kann man auch bei bedarf nachrüsten.

Vorteil eines Hardware RAIDs liegt darin das sie effizienter sind und schon beim booten zur verfügung stehen, zudem werden eine Vielzah, von Betreibssystemen unterstützt. NAchteilig ist jedoch das extra kosten für den RAID-Controller anfallen und wenn der Controller kaputt ist wird das RAID zum Datengrab.

 PCI-RAID Controller

Durch betrachtung des Raidschen Dreiecks hat man die drei wichtigsten Komponenten im Überbilck(Preis,Geschwindigkeit und Sicherheit).

Je nach Zweck werden RAID Systeme Schneller was jedoch zu lasten der Datensicherheit geht (RAID 0). Dagegen sind Systeme mit hoher Datensicherheit teurer.

USV steht für Unterbrechungsfrei Stromversorgung und ist ein Stromversogungssystem das beispielsweise bei einem Stromausfall dafür sorgt das der angeschlossene Verbraucher mit Strom versorgt werden kann ohne das eine Unterbrechung in der Versorgung stattfindet. eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ist unteranderem wichtig für Server wo USV Anlagen auch zum Einsatz kommen. Wiederaufladbare Batterien, genannt Akkumulatoren, bilden das Kernstück einer USV.

USV Typen

VFD (Voltage Frequency Dependent from Mains Supply)

Diese Art von USV auch "Standby- oder Offline-USV" genannt, ist die einfachste USV, sie schützt lediglich gegen einen totalen Netzausfall. Netzspannungen, Schwankungen oder Netzfrequenzen können nicht von ihnen ausgeglichen werden. Bei einem Netzausfall übernimmt ein Akku die Energieversorgung. Auch bei einer Über- oder Unterspannung wird auf den Batteriebetrieb umgestellt. Die Schaltzeiten liegen dabei innerhalb weniger Millisekunden und reichen für die Aufrechterhaltung der meisten Systeme aus. Das Aufladen des Akku erfolgt wieder während des Normalbetrieb über einen Ladegleichrichter. Der Wirkungsgrad liegt hierbei bei rund 95%. Daher wird diese Art von USV oftmals für Kleinst-Verbraucher oder nur für einzelne Computer eingesetzt.

VI (Voltage Independent from Mains Supply)

Diese USV auch "Line Interactive-USV oder Netzinteraktive-USV" bezeichnet, schützt gegen einen totalen Netzausfall und gegen Schwankungen der Netzspannungen. Erreicht wird dies durch einen zwischen Netzeingang und Verbraucher geschalteten Spannungsregler. Deshalb eignet sich diese USV sehr gut für eine Umgebung wo viele Spannungsschwankungen vorkommen. Der Wirkungsgrad liegt zwischen 95% und 98%. Dadurch können einzelne Computersysteme, Netzwerke oder größere TK-Anlagen abgesichert werden. Hochsensible Systeme sollten damit nicht ausgestattet werden.

VFI (Voltage and Frequency Independent from Mains Supply)

Die VFI-USV auch Online-USV genannt, bietet den besten Schutz. Sie gleicht Schwankungen der Netzspannung als auch der Netzfrequenz aus. Der Verbraucher wird im Normalbetreb ständig über den Akku versorgt. Da bei dieser Art vin USV bei einem Netzasfall nicht in eine andere Betriebsart´umgeschaltet werden muss, treten im Vergleich zu den anderen USV-Typen keine Schaltzeiten auf.

Diese USV arbeitet mit einem Dauerwandlungsprinzip, hierbei ist die Wnadlug von Wechsel- in Gleichspannung und von Gleich- in Wechselspannung gemeint. Da hierbei ständig die Spannung gewandelt wird, können elektrische Verluste und Wärme entstehen. Daher liegt der Wirkungsgrad bei 90%. Wegen der Dauerbelastung ist die Lebensdauer der Akkus nicht allzu lang, im Schnitt 3 bis 4 Jahre. Dieser USv-Typ ist daher oft in der Server- und Datenkommunikation zu finden.

Das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) definiert Hochverfügbarkeit als Verfügbarkeit der IT-Ressourcen im Falle eines Ausfalls von Systemkomponenten. Ein System gilt also dann als hochverfügbar, wenn eine Anwendung auch im Fehlerfall weiterhin verfügbar ist und ohne unmittelbaren menschlichen Eingriff weiter genutzt werden kann. In der Konsequenz heißt dies, dass der Anwender keine oder nur eine kurze Unterbrechung wahrnimmt. Hochverfügbarkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, bei Ausfall einer seiner Komponenten einen uneingeschränkten Betrieb zu gewährleisten.

Verfügbarkeitsklassen

Die letzte Definition beschreibt ein System auch bei einer kurzen Unterbrechung als hochverfügbar, was uns direkt zu der Einteilung in Verfügbarkeitsklassen führt. Allerdings wird die Frage, ab welcher Verfügbarkeitsklasse ein System als hochverfügbar einzustufen ist, wird je nach Definition der Verfügbarkeit unterschiedlich beantwortet.

Bei einer Verfügbarkeit von 99 Prozent (Ausfall von etwa vier Tagen pro Jahr) ist in der Regel noch keine Hochverfügbarkeit erreicht, diese prozentuale Verfügbarkeit wird heutzutage bei qualitativ hochwertigen EDV-Komponenten als normal betrachtet. Hochverfügbarkeit wird erst ab einem Wert von 99,9 Prozent oder höher erreicht. Die weitere Steigerung der Verfügbarkeit wird durch das "Anhängen" weiterer 9en erreicht:
- Verfügbarkeit 99 Prozent entspricht einer Ausfallzeit von etwa 87 Stunden/Jahr
- Verfügbarkeit 99,9 Prozent entspricht einer Ausfallzeit von etwa 8:46 Stunden/Jahr.
- Verfügbarkeit 99,99 Prozent entspricht einer Ausfallzeit von etwa 53 Minuten/Jahr
- Verfügbarkeit 99,999 Prozent entspricht einer Ausfallzeit von etwa 5 Minuten/Jahr
- Verfügbarkeit 99,9999 Prozent entspricht einer Ausfallzeit von etwa 32 Sekunden/Jahr

In dieser Form wird dieHochverfügbarkeit von IT-Komponenten heute am Markt angeboten, beziehungsweise klassifizieren sich Produkte, die Hochverfügbarkeit sicherstellen sollen an Hand dieser Werte.