RAID é a tecnologia utilizada para aumentar a performance e/ou confiabilidade dos dados armazenados em discos. A sigla RAID é uma abreviação de Redundant Array of Inexpensive Disks. Um RAID Group é constituído por dois ou mais discos HDD (SATA ou SAS) trabalhando paralelamente. É uma tendência também utilizar níveis de RAID em discos da tecnologia SSD (solid state drive).
Existem diferentes níveis de RAID, cada um otimizado para uma situação específica, por isso não existe padronização de RAID Groups pelas indústrias de tecnologia ou comitês de normas. Isso explica a variação de aplicação de níveis de RAID de uma empresa para outra.
O software que permite a configuração de níveis de RAID no sistema pode estar localizado em uma placa controladora de RAID (RAID controller), comumente encontrada em Servidores e Storages ou em um driver de sistema operacional (Windows, Linux, MAC OS X … etc).
Abaixo, um overview dos níveis de RAID mais utilizados de forma simples e sucinta.
RAID 0 – Striping
Em um sistema que utiliza o RAID 0, os dados são divididos em blocos que são escritos em todos os discos do Array. Utilizando dois ou mais discos no Array, o RAID0 garante maior performance de escrita e leitura dos dados.
figura 01
Vantagens do RAID 0
- RAID 0 garante grande performance nas operações de leitura e escrita dos dados. Não existe overhead causado por controle de paridade (parity controls);
- Toda a capacidade dos discos é utilizada;
- Fácil implementação.
Desvantagens do RAID 0
- Não tolerante a falhas, caso um disco do Array falhe todos os dados serão perdidos.
Utilização do RAID 0
O RAID 0 é ideal para aplicações não críticas que exigem grande performance nas operações de leitura e escrita, como edição de imagens e vídeos.
RAID 1 – Mirroring
Em um sistema que utiliza o RAID 1, os dados são espelhados em todos os discos do Array. Caso um disco do Array falhe, a controladora RAID utiliza os dados que estão espelhados no outro disco do Array para continuar as operações. No RAID 1 são necessários dois ou mais discos.
figura 02
Vantagens do RAID 1
- RAID 1 oferece excelente velocidade de leitura e escrita comparado a um sistema com apenas um disco;
- Em caso de falha de um disco, não há necessidade de reconstrução dos dados. A controladora RAID copia os dados existentes nos discos saudáveis para o novo disco substituto;
- Fácil implementação.
Desvantagens do RAID 1
- A grande desvantagem da utilização do RAID 1 é a capacidade efetiva de utilização dos discos. Como os dados são espelhados entre dois ou mais discos, ou seja, a utilização dos discos é dobrada;
- Em alguns casos onde o sistema utiliza RAID 1 com software de controle de RAID, a reposição hot swap não é permitida. Para remover o disco que apresentou flaha por um disco saudável, o administrador do sistema deverá desligar seu Storage/Servidor. Caso o servidor possua uma placa controladora de RAID, em alguns casos a reposição hot swap é permitida.
Utilização do RAID 1
O RAID 1 é ideal para aplicações críticas, como dados financeiros, contábeis e etc. O RAID 1 também é recomendado para pequenos escritórios no qual são utilizados servidores com 2 discos de dados.
RAID 5 – Striping with parity across drives
O RAID 5 é o nível de RAID mais comum e mais utilizado. Para sua configuração são necessários no mínimo 3 discos de dados no Array e no máximo 16. Os dados são distribuídos entre os discos existentes no Array e os dados de paridade são espalhados por todos os discos.
Utilizando os dados de paridade, o sistema pode calcular os dados de um bloco, caso este dado não esteja mais disponível. Isso significa que o RAID 5 tem tolerância à falha de um disco no Array, sem que haja perda de dados.
Embora o RAID 5 seja suportado por softwares de RAID, é recomendado uma controladora RAID para sua implementação pois muitas vezes é necessário a utilização de memória cache para melhorar o desempenho de gravação dos dados.
figura 03
Vantagens do RAID 5
- Operações de leitura são muito rápidas, enquanto as operações de escrita são mais lentas (Devido ao cálculo de paridade necessário em cada operação de escrita);
- Em caso de falha de um disco, os dados continuam íntegros e acessíveis, mesmo enquanto o disco falhado seja substituído e a controladora RAID reconstrua os dados no novo disco.
Desvantagens do RAID 5
- Falhas em disco pode causar impacto na performance das operações de escrita e leitura;
- Tecnologia Complexa. Caso um disco de 4TB falhe, o tempo para restore e reconstrução pode durar mais de um dia, dependendo da carga utilizada no Array e a velocidade da controladora RAID. Caso outro disco falhe durante a reconstrução, os dados são perdidos.
Utilização do RAID 5
O RAID 5 é um ótimo sistema all-around que combina armazenamento eficiente com uma excelente segurança. É ideal para arquivos e servidores de aplicações que possuem um limitado número de discos.
RAID 6 – Striping with double parity
O RAID 6 é semelhante ao RAID 5, mas os dados de paridade são escritos em dois discos do Array. Para sua configuração são exigidos no mínimo 4 discos, garantindo ao sistema disponibilidade total aos dados mesmo que dois discos do Array falhem.
figura 04
Vantagens do RAID 6
- Assim como o RAID 5, as operações de leitura são muito rápidas;
- Em caso de falha de dois discos, os dados continuam íntegros e acessíveis, mesmo enquanto os discos que apresentaram falhas sejam substituídos e a controladora RAID reconstrua os dados nos novos discos.
Desvantagens do RAID 6
- As operações de escrita são lentas devido ao cálculo de paridade necessária;
- Tecnologia Complexa. O tempo para restore e reconstrução pode durar muito tempo.
Utilização do RAID 6
O RAID 6 é um ótimo sistema all-around que combina armazenamento eficiente com uma excelente segurança. É ideal para arquivos e servidores de aplicações que possuem grande número de discos.
RAID 10 – Combining RAID 1 & RAID 0
É possível combinar as vantagens (e desvantagens) dos RAID 0 e RAID 1 no mesmo sistema. Essa combinação é chamada de RAID híbrido. O RAID 10 prove segurança e eficiência, espelhando e distribuindo os dados entre os discos do Array.
figura 05
Vantagens do RAID 10
- Em caso de falha de um disco do Array, o tempo de reconstrução é pequeno pois a controladora RAID apenas copia os dados dos discos saudáveis para o novo disco inserido. O tempo para reconstrução de um disco de 1TB é de aproximadamente 30 minutos.
Desvantagens do RAID 10
- Devido ao espelhamento dos dados entre os discos, a utilização dos discos é muito grande comparado aos RAIDs 5 e 6. É uma solução cara para prover redundância dos dados.
Utilização do RAID 10
O RAID 10 é recomendado para pequenas corporações que exigem uma grande performance de escrita e leitura e um nível razoável de segurança e disponibilidade.
IMPORTANTE:
A implementação de RAID não substitui métodos de backup dos dados. Para segurança completa dos dados, é sempre recomentado a utilização de ferramentas de backup para os dados armazenados em disco.
É muito importante entender cada tipo de RAID para uma implementação correta e que atenda às necessidades do sistema. Este artigo visa a explanação dos tipos de RAID para administradores de sistemas e Storage.