RAID - Garanta a confiabilidade de seus dados

Caros leitores,

Inicio uma série de publicações voltadas a minha área de atuação a quase 20 anos. Serão artigos voltados a tecnologia da informação e telecomunicações onde atuei nos diversos meios de tecnologia voltadas a informação e comunicação, lidando com clientes extremamente exigentes que com toda razão me desafiaram a uma auto transformação em minha carreira.

Pontapé inicial é uma ferramenta muito importante utilizada em servidores para armazenamento de dados, a RAID.

Boa leitura!!!

RAID é uma tecnologia usada para aumentar o desempenho ou a confiabilidade do armazenamento de dados. A abreviação significa Matriz redundante de discos baratos ou Matriz redundante de unidades independentes . Um sistema RAID consiste em duas ou mais unidades trabalhando em paralelo. Podem ser discos rígidos, mas há uma tendência de usar também a tecnologia para SSD (Solid State Drives). Existem diferentes níveis de RAID, cada um otimizado para uma situação específica. Estes não são padronizados por um grupo da indústria ou comitê de padronização.

Tipos de RAID

• RAID 0 – distribuição
• RAID 1 – espelhamento
• RAID 5 – striping com paridade
• RAID 6 – striping com dupla paridade
• RAID 10 – combinando espelhamento e striping

O software para executar a funcionalidade RAID e controlar as unidades pode estar localizado em uma placa controladora separada (um controlador RAID de hardware) ou pode simplesmente ser um driver. Algumas versões do Windows, como o Windows Server 2012 e o Mac OS X, incluem a funcionalidade RAID do software. Os controladores RAID de hardware custam mais do que software puro, mas também oferecem melhor desempenho, especialmente com RAID 5 e 6.

Os sistemas RAID podem ser usados com várias interfaces, incluindo SCSI, IDE, SATA ou FC (canal de fibra.) Existem sistemas que usam discos SATA internamente, mas que possuem uma interface FireWire ou SCSI para o sistema host.

Às vezes, os discos em um sistema de armazenamento são definidos como JBOD, que significa ‘Apenas um monte de discos’ . Isso significa que esses discos não usam um nível RAID específico e atuam como discos independentes. Isso geralmente é feito para unidades que contêm arquivos de troca ou dados em spool.

Níveis mais populares de RAID

1 . RAID nível 0 – Divisão

Em um sistema RAID 0, os dados são divididos em blocos que são gravados em todas as unidades da matriz. Ao usar vários discos (pelo menos 2) ao mesmo tempo, isso oferece desempenho superior de E / S. Esse desempenho pode ser aprimorado ainda mais usando vários controladores, idealmente um controlador por disco.

Vantagens

O RAID 0 oferece excelente desempenho, tanto em operações de leitura quanto de gravação. Não há sobrecarga causada por controles de paridade.

Toda a capacidade de armazenamento é usada, não há sobrecarga.

A tecnologia é fácil de implementar.

Desvantagens

O RAID 0 não é tolerante a falhas. Se uma unidade falhar, todos os dados na matriz RAID 0 serão perdidos. Não deve ser usado para sistemas de missão crítica.

Uso ideal

O RAID 0 é ideal para armazenamento não crítico de dados que precisam ser lidos / gravados em alta velocidade, como em uma estação de retoque de imagem ou de edição de vídeo.

Se você deseja usar o RAID 0 exclusivamente para combinar a capacidade de armazenamento de duas unidades em um único volume, considere montar uma unidade no caminho da pasta da outra unidade. Isso é suportado no Linux, OS X e Windows e tem a vantagem de que uma única falha na unidade não afeta os dados do segundo disco ou unidade SSD.

2 . RAID nível 1 – Espelhamento

Os dados são armazenados duas vezes gravando-os na unidade de dados (ou conjunto de unidades de dados) e em uma unidade espelhada (ou conjunto de unidades). Se uma unidade falhar, o controlador usará a unidade de dados ou a unidade espelho para recuperação de dados e continuará a operação. Você precisa de pelo menos 2 unidades para uma matriz RAID 1.

Vantagens

O RAID 1 oferece excelente velocidade de leitura e velocidade de gravação comparável à de uma única unidade.

No caso de uma unidade falhar, os dados não precisam ser reconstruídos, apenas precisam ser copiados para a unidade de substituição.

O RAID 1 é uma tecnologia muito simples.

Desvantagens

A principal desvantagem é que a capacidade efetiva de armazenamento é apenas metade da capacidade total da unidade, porque todos os dados são gravados duas vezes.

As soluções de software RAID 1 nem sempre permitem uma troca a quente de uma unidade com falha. Isso significa que a unidade com falha só pode ser substituída após desligar o computador ao qual está conectado. Para servidores usados simultaneamente por muitas pessoas, isso pode não ser aceitável. Esses sistemas geralmente usam controladores de hardware que oferecem suporte à troca a quente.

Uso ideal

O RAID-1 é ideal para armazenamento de missão crítica, por exemplo, para sistemas de contabilidade. Também é adequado para pequenos servidores nos quais apenas duas unidades de dados serão usadas.

3 . RAID nível 5

RAID 5 é o nível RAID seguro mais comum. Requer pelo menos 3 unidades, mas pode trabalhar com até 16. Os blocos de dados são distribuídos pelas unidades e, em uma unidade, uma soma de verificação de paridade de todos os dados do bloco é gravada. Os dados de paridade não são gravados em uma unidade fixa, eles estão espalhados por todas as unidades. Usando os dados de paridade, o computador pode recalcular os dados de um dos outros blocos de dados, caso esses dados não estejam mais disponíveis. Isso significa que uma matriz RAID 5 pode suportar uma única falha de unidade sem perder dados ou acessar dados. Embora o RAID 5 possa ser alcançado em software, é recomendado um controlador de hardware. Geralmente, a memória cache extra é usada nesses controladores para melhorar o desempenho da gravação.

Vantagens

As transações de leitura de dados são muito rápidas, enquanto as transações de gravação de dados são um pouco mais lentas (devido à paridade que deve ser calculada).

Se uma unidade falhar, você ainda terá acesso a todos os dados, mesmo enquanto a unidade com falha está sendo substituída e o controlador de armazenamento reconstrói os dados na nova unidade.

Desvantagens

Falhas na unidade afetam a taxa de transferência, embora isso ainda seja aceitável.

Esta é uma tecnologia complexa. Se um dos discos em uma matriz que usa discos de 4 TB falhar e for substituído, a restauração dos dados (o tempo de reconstrução) poderá demorar um dia ou mais, dependendo da carga na matriz e da velocidade do controlador. Se outro disco ficar danificado durante esse período, os dados serão perdidos para sempre.

Uso ideal

O RAID 5 é um bom sistema geral que combina armazenamento eficiente com excelente segurança e desempenho decente. É ideal para servidores de arquivos e aplicativos que possuem um número limitado de unidades de dados.

4 . RAID nível 6 – distribuição com dupla paridade

O RAID 6 é como o RAID 5, mas os dados de paridade são gravados em duas unidades. Isso significa que requer pelo menos 4 unidades e pode suportar duas unidades morrendo simultaneamente. As chances de duas unidades quebrarem exatamente no mesmo momento são obviamente muito pequenas. No entanto, se uma unidade em um sistema RAID 5 morre e é substituída por uma nova, leva horas ou até mais de um dia para reconstruir a unidade trocada. Se outra unidade morrer durante esse período, você ainda perderá todos os seus dados. Com o RAID 6, a matriz RAID sobreviverá até a segunda falha.

Vantagens

Como no RAID 5, as transações de leitura de dados são muito rápidas.

Se duas unidades falharem, você ainda terá acesso a todos os dados, mesmo enquanto as unidades com falha estão sendo substituídas. Portanto, o RAID 6 é mais seguro que o RAID 5.

Desvantagens

As transações de gravação de dados são mais lentas que o RAID 5 devido aos dados de paridade adicionais que precisam ser calculados.

Falhas na unidade afetam a taxa de transferência, embora isso ainda seja aceitável.

Esta é uma tecnologia complexa. A reconstrução de uma matriz na qual uma unidade falhou pode levar muito tempo.

Uso ideal

O RAID 6 é um bom sistema geral que combina armazenamento eficiente com excelente segurança e desempenho decente. É preferível ao RAID 5 em servidores de arquivos e aplicativos que usam muitas unidades grandes para armazenamento de dados.

5 . RAID nível 10 – combinando RAID 1 e RAID 0

É possível combinar as vantagens (e desvantagens) do RAID 0 e RAID 1 em um único sistema. Essa é uma configuração RAID aninhada ou híbrida. Ele fornece segurança espelhando todos os dados em unidades secundárias enquanto utiliza a distribuição em cada conjunto de unidades para acelerar as transferências de dados.

Vantagens

Se algo der errado com um dos discos em uma configuração RAID 10, o tempo de reconstrução é muito rápido, pois tudo o que é necessário é copiar todos os dados do espelho sobrevivente para uma nova unidade. Isso pode levar apenas 30 minutos para unidades de 1 TB.

Desvantagens

Metade da capacidade de armazenamento vai para o espelhamento; portanto, em comparação com grandes matrizes RAID 5 ou RAID 6, essa é uma maneira cara de obter redundância.

Um alerta importante agora, RAID não substitui o backup.

Todos os níveis de RAID, exceto o RAID 0, oferecem proteção contra uma única falha na unidade. Um sistema RAID 6 ainda sobrevive a 2 discos morrendo simultaneamente. Para segurança completa, você ainda precisa fazer backup dos dados de um sistema RAID.

Esse backup será útil se todas as unidades falharem simultaneamente devido a um pico de energia.

É uma salvaguarda quando o sistema de armazenamento é roubado.

Os backups podem ser mantidos fora do local em um local diferente. Isso pode ser útil se um desastre natural ou incêndio destruir seu local de trabalho.

O motivo mais importante para fazer backup de várias gerações de dados é o erro do usuário. Se alguém excluir acidentalmente alguns dados importantes e isso passar despercebido por várias horas, dias ou semanas, um bom conjunto de backups garantirá que você ainda possa recuperar esses arquivos.

Em artigos futuros falarei um pouco sobre backup, com relevante importância para manter a integridade e segurança de seus dados.

Claisson Silva