RAID 1: Mirroring

RAID 1 ist das einfachste „echte" RAID-Level: zwei (oder mehr) Disks werden identisch gespiegelt. Jedes Bit auf Disk A liegt auch auf Disk B. Geht eine kaputt, übernimmt die andere – ohne Datenverlust, ohne Downtime. Der Preis: 50 % deiner Brutto-Kapazität bleibt ungenutzt.

RAID 1 ist im Mittelstand und in kleineren Servern der Standard für OS-Laufwerke und kritische Daten. Einfach zu verstehen, einfach zu administrieren, sehr zuverlässig. Diese Lektion zeigt das Prinzip, die Rechnung und wann RAID 1 die richtige Wahl ist.

1) Wie funktioniert Mirroring?

Beim Schreiben gehen die Daten parallel auf beide Disks. Beim Lesen kann der Controller entscheiden, von welcher Disk er liest (oft Round-Robin oder Last-Balance). Stell dir vor, du schreibst denselben Brief zweimal – einmal für die Akten, einmal als Sicherung.

RAID 1 in Aktion

RAID 1 mit 2 Disks – Ausgangszustand

Die Daten „ABCD" warten. Der Controller wird jeden Block gleichzeitig auf beide Disks schreiben. Klick „Weiter".

Beobachte: jeder Block landet auf beiden Disks. Disk 1 und Disk 2 sind 1:1 identisch. Wenn eine Disk ausfällt, kann das System sofort auf die andere umschalten – ohne Datenverlust. Erst nach Tausch der defekten Disk wird gespiegelt (Rebuild).

2) Kapazitäts-Rechnung

RAID 1 Kapazität

Disks2

Pro Disk2 TB

Brutto4 TB

Netto2 TB

Overhead50 %

Formel: Netto = Disk-Größe (unabhängig von der Anzahl der Mirror-Disks)
Beispiel: 2 × 2 TB = 2 TB nutzbar. Bei 3 Disks (Triple Mirror) auch nur 2 TB.

Das ist die teuerste RAID-Variante in Sachen Speicher-Effizienz: die Hälfte (oder mehr) ist „weg". Dafür: maximale Sicherheit, einfaches Konzept. Für OS-Laufwerke und kritische Daten oft die richtige Wahl.

3) Tolerierbare Disk-Ausfälle

Bei klassischem RAID 1 mit zwei Disks: 1 Disk darf ausfallen. Geht die zweite auch noch kaputt, ist alles verloren. Bei Triple Mirror (3 Disks, alle identisch): 2 Disks dürfen ausfallen.

Allgemein: n − 1 Disks dürfen ausfallen, wenn alle n Disks im Mirror sind. In der Praxis ist Triple Mirror selten – meist nimmt man dann lieber RAID 6 (zwei Parity-Disks bei mehr Nutzkapazität).

4) Performance bei RAID 1

Hier wird's interessant:

Lesen: kann von beiden Disks gleichzeitig erfolgen → bis zu doppelte Lese-Performance. Der Controller verteilt Read-Operationen.
Schreiben: muss auf beide Disks gleichzeitig → keine Beschleunigung. Manche Implementationen sind sogar leicht langsamer als eine Einzeldisk wegen Sync-Overhead.
IOPS: beim Lesen verdoppelt, beim Schreiben unverändert.

Für lese-lastige Workloads (Web-Server, Datenbank-Reads, statische Dateien) ist RAID 1 also nicht nur sicher, sondern auch performant. Für schreib-lastige Workloads (Logging, OLTP-Schreibvorgänge) ist RAID 1 kein Performance-Booster.

5) Was passiert beim Disk-Ausfall?

Ablauf bei Disk-Ausfall im RAID 1:

Disk fällt aus. Controller erkennt das (SMART-Werte, Timeouts).
RAID wechselt in „Degraded"-Modus. System läuft weiter, aber ohne Redundanz. Achtung: bei Ausfall der zweiten Disk = Totalverlust!
Administrator wird benachrichtigt (E-Mail, SNMP, Dashboard).
Hot Spare springt ein (falls konfiguriert) – oder Admin tauscht Disk manuell.
Rebuild läuft: alle Daten von der überlebenden Disk auf die neue Disk kopiert. Dauert bei 2 TB SSD ca. 1-2 h, bei 16 TB HDD bis zu 24 h.
Rebuild fertig: System ist wieder voll redundant.

Vorteil von RAID 1: der Rebuild ist nicht rechenintensiv (anders als bei Parity-RAIDs). Es wird einfach kopiert – Disk 1 → Disk 2. Daher schneller und weniger anfällig für Folgeausfälle als RAID 5/6.

6) Vorteile und Nachteile

RAID 1 im Überblick

✓ Vorteile

Volle Redundanz – Disk-Ausfall ohne Downtime.

Sehr schnelles Lesen (parallele Reads).

Einfaches Konzept, leicht zu verstehen.

Schneller, einfacher Rebuild (Copy, kein Recompute).

Ideal für OS-Laufwerke und kritische Daten.

Auch bei nur 2 Disks möglich (Minimum).

✗ Nachteile

50 % Speicherverlust – die Hälfte ist „weg".

Doppelte Hardware-Kosten pro nutzbarer TB.

Schreib-Performance unverändert (nicht schneller).

Skaliert schlecht – mehr Disks ≠ mehr Nettokapazität.

Schützt nicht vor Datenkorruption (beide Disks haben gleichen Fehler).

7) Wann ist RAID 1 die richtige Wahl?

Sinnvolle RAID-1-Einsatzszenarien

OS-Laufwerk im Server

2 × 240 GB SSDs gespiegelt – klassisch. Wenn eine kaputt geht, läuft der Server ohne Reboot weiter.

Kleine Datenbank

Für lese-lastige DBs: hohe Read-Performance + Redundanz. Bei wenig Daten (< 2 TB) sehr beliebt.

Boot-Volume im Server

Boot-Loader und OS gespiegelt. UEFI muss RAID-Boot unterstützen oder Software-RAID mit metadata=1.0.

Hypervisor-Hosts

Für ESXi/Hyper-V Boot-Disk. Daten liegen meist auf SAN, OS auf lokalem RAID 1.

Kleine NAS-Systeme

Synology DS220 etc. – 2-Bay-NAS mit RAID 1 ist Standard für Heimanwender.

Firewall-/Router-Logs

Hohe Lese-Performance für Analyse, Redundanz für Compliance-Daten.

8) RAID 1 vs. RAID 0 – Direkt-Vergleich

Kriterium	RAID 0	RAID 1
Mindestanzahl Disks	2	2
Tolerierbare Ausfälle	0	1
Nettokapazität	100 %	50 %
Lese-Speed	2× (parallel)	bis 2× (parallel)
Schreib-Speed	2× (parallel)	1× (kein Boost)
Rebuild-Zeit	– (Neuinstallation)	schnell (Copy)
Use Case	Performance, kein Schutz	Sicherheit, OS-Disks

9) Rechen-Beispiel

Klausur-Aufgabe

Aufgabe: Ein Server soll mit RAID 1 ausgestattet werden. Geplant sind 2 × 4 TB SSDs. (a) Welche Nettokapazität ergibt sich? (b) Wie viele Disks dürfen maximal gleichzeitig ausfallen? (c) Wie viel Kapazität würde die Konfiguration mit Triple-Mirror (3 × 4 TB) bieten?

Lösung:
(a) Nettokapazität = Disk-Größe = 4 TB (50 % von 8 TB Brutto).
(b) 1 Disk darf ausfallen, ohne Datenverlust. Fällt die zweite auch aus, sind alle Daten weg.
(c) Bei Triple Mirror (3 × 4 TB) bleibt die Nettokapazität bei 4 TB. Es dürfen aber 2 Disks gleichzeitig ausfallen.

Wichtig zu verstehen: bei RAID 1 ist mehr Disks ≠ mehr Speicher. Die zusätzlichen Disks erhöhen nur die Ausfallsicherheit (und Lese-Performance). Daher ist Triple Mirror selten – meistens reicht klassisches 2-Disk-Mirror.

10) Praxis-Tipps

Identische Disks verwenden. Selber Hersteller, selbes Modell. Niemals verschiedene Größen (kleinere bestimmt das Mirror-Volumen).
Aber: Manche empfehlen verschiedene Chargen, um Charge-Defekte abzufangen. Trade-off.
SMART-Monitoring aktiv. Frühe Warnungen vor Disk-Tod erkennen, vorbeugend tauschen.
Hot Spare einplanen. Wenn das System wichtig ist: eine Reserve-Disk kalt oder warm einbauen.
Rebuild-Zeit beachten. Während Rebuild läuft, ist das Array verwundbar. Bei großen HDDs (16 TB+) eher RAID 6 wählen.
RAID 1 ≠ Backup! Wenn jemand eine wichtige Datei löscht, ist sie auf beiden Disks weg. Vgl. K58.
Hardware oder Software? Bei OS-Disks oft Software-RAID (Linux mdadm, Windows Storage Spaces) – einfach und gut genug. Bei Daten-Volumes oft Hardware. Vgl. L9.

Zusammenfassung

RAID 1 = Mirroring. Zwei (oder mehr) Disks werden 1:1 identisch beschrieben. Mindestanzahl: 2 Disks. Tolerierbare Ausfälle: n − 1 (bei 2 Disks → 1 Disk darf ausfallen). Nettokapazität: Disk-Größe (immer 50 % oder weniger Overhead). Performance: Lesen schnell (parallel), Schreiben unverändert. Vorteile: volle Redundanz, einfacher Rebuild, schnelle Reads. Nachteile: 50 % Speicherverlust, kein Schreib-Boost. Use Cases: OS-Laufwerke, kleine kritische Datenbanken, kleine NAS-Systeme. Nächste Lektion: RAID 5 – Striping mit Parität.