Sistema RAID, o que significa e quais os principais Níveis?

Sistema RAID é uma tecnologia que combina vários discos rígidos (HD) para formar uma única unidade lógica, quando os dados são gravados eles são repartidos entre os discos RAID, dependendo do nível que se esteja a utilizar, esta tecnologia trás mais agilidade e segurança ao sistema ao qual foi implementado.

O RAID necessita de um conjunto de dois ou mais discos rígidos com dois princípios básicos: acelar o carregamento de dados de disco através através  da técnica chamada de divisão de dados (data stripping ou RAID 0) e/ou deixar o sistema de disco mais seguro através da técnica chamada de espelhamento (mirroring ou RAID 1), essas técnicas podem ser usadas isoladamente ou em conjunto.

Sistema RAID – Quais os principais níveis?

Sistema RAID 0 (Striping): No RAID 0 todos os HDs passam a ser acessados como se fossem um único drive. Ao serem gravados, os arquivos são fragmentados nos vários discos, permitindo que os fragmentos possam ser lidos e gravados simultaneamente, com cada HD realizando parte do trabalho. Isso permite melhorar brutalmente a taxa de leitura e de gravação e continuar a usar 100% do espaço disponível nos HDs. O problema é que no RAID 0 não existe redundância. Os HDs armazenam fragmentos de arquivos, e não arquivos completos. Sem um dos HDs, a controladora não tem como reconstruir os arquivos e tudo é perdido. Isso faz com que o modo RAID 0 seja raramente usado em servidores.

Sistema RAID 1 (Mirroring): No RAID 1 são usados dois HDs (ou qualquer outro número par). O primeiro HD armazena dados e o segundo armazena um cópia exata do primeiro, actualizada em tempo real. Se o primeiro HD falha, a controladora automaticamente chaveia para o segundo HD, permitindo que o sistema continue funcionando. A desvantagem em usar RAID 1 é que metade do espaço de armazenamento é sacrificado.

Sistema RAID 0+1:RAID 0+1 é uma combinação dos níveis 0 (striping) e 1 (mirroring). No RAID 0+1 os dados são divididos entre os discos e duplicados para os demais discos. Assim temos uma combinação da performance do RAID 0 com a tolerância à falhas do RAID 1. Para a implantação do RAID 0+1 são necessários no mínimo 4 discos o que torna o sistema um pouco caro. Outro sistema que também combina as características do RAID 0 e RAID 1 é o RAID 10. Ele funciona como o RAID 0+1, mas caso um disco falhar, o RAID 10 faz com que o sistema se torne um sistema RAID 1, ou seja, espelhamento.

Sistema RAID 5: Este é o modo mais utilizado em servidores com um grande número de HDs. O RAID 5 usa um sistema de paridade para manter a integridade dos dados. Os arquivos são divididos em fragmentos e, para cada grupo de fragmentos, é gerado um fragmento adicional, contendo códigos de paridade. Os códigos de correção são espalhados entre os discos. Dessa forma, é possível gravar dados simultaneamente em todos os HDs, melhorando o desempenho.
O RAID 5 pode ser usado com a partir de 3 discos. Independentemente da quantidade de discos usados, sempre temos sacrificado o espaço equivalente a um deles. Em um NAS com 4 HDs de 1 TB, por exemplo, você ficaria com 3 TB de espaço disponível; em um servidor com 10 HDs de 1 TB, você ficaria com 9 TB disponíveis e assim por diante. Os dados continuam seguros caso qualquer um dos HDs usados falhe, mas se um segundo HD falhar antes que o primeiro seja substituído (ou antes que a controladora tenha tempo de regravar os dados), todos os dados são perdidos. Você pode pensar no RAID 5 como um RAID 0 com uma camada de redundância.

Sistema RAID 6: O RAID 6 dobra o número de bits de paridade, eliminando o ponto fraco do RAID 5, que é a perda de todos os dados caso um segundo HD falhe. No RAID 6, a integridade dos dados é mantida caso dois HDs falhem simultaneamente, o que reduz brutalmente as possibilidades matemáticas de perda de dados.
A percentagem de espaço sacrificado decresce conforme são acrescentados mais discos, de forma que o uso do RAID 6 vai tornando-se progressivamente mais atrativo. No caso de um grande servidor, com 20 HDs, por exemplo, seria sacrificado o espaço equivalente a apenas dois discos, ou seja, apenas 10% do espaço total. O maior problema é que o RAID 6 exige o uso de algoritmos muito mais complexos por parte da controladora, de forma que ele não é suportado por todos os dispositivos.

Outra configuração chamada JBOD (Just a Bunch of Disk) encontrada em computadores modernos permitem o uso do RAID 0+1 e usa apenas dois discos rígidos. Esta configuração usa apenas metade da capacidade de cada disco, simulando quatro discos rígidos. No JBOD não existe qualquer ganho de desempenho, nem de confiabilidade, ele é apenas uma forma simples de juntar vários HDs de forma a criar uma única unidade de armazenamento. Ele não é uma boa opção para armazenamento de dados importantes, mas pode ser usado para tarefas secundárias, como no caso de servidores de backup.

Bibliografia:

GDH PRESS

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