Id Raid 0, 1, 5, 10, 01, 100, 50: explicação de todos os tipos

Certamente todos nós já ouvimos falar da configuração de discos no RAID e a relacionamos com grandes empresas, onde a necessidade de replicar e disponibilizar os dados é fundamental. Hoje, porém, praticamente todas as nossas placas-mãe para PCs de mesa têm a possibilidade de criar nossos próprios RAIDs.

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Hoje vamos ver o que é a tecnologia RAID, que além de ser uma marca de spray anti-mosquito altamente eficaz, também tem a ver com a tecnologia do mundo da computação. Veremos em que consiste sua operação e o que podemos fazer com ela e suas diferentes configurações. Nele, nossos discos rígidos mecânicos ou SSDs estarão no centro do palco, sejam eles quais forem, o que nos permite armazenar enormes quantidades de informações, graças às unidades de mais de 10 TB que podemos encontrar atualmente.

Você também deve ter ouvido falar do armazenamento em nuvem e suas vantagens sobre o armazenamento em nossa própria equipe, mas a verdade é que ele é mais voltado para os negócios. Eles pagam um preço para ter esse tipo de serviço que é fornecido através da Internet e servidores remotos que possuem sistemas avançados de segurança e configurações RAID proprietárias com grande redundância de dados.

O que é a tecnologia RAID?

O termo RAID vem de "Matriz redundante de discos independentes" ou, em espanhol, matriz redundante de discos independentes. Pelo nome, já temos uma boa idéia do que essa tecnologia pretende fazer. Que nada mais é do que criar um sistema para armazenamento de dados usando várias unidades de armazenamento entre as quais os dados são distribuídos ou replicados. Essas unidades de armazenamento podem ser unidades de disco rígido mecânicas ou HDD, unidades SSD ou de estado sólido.

A tecnologia RAID é dividida em configurações chamadas níveis, através das quais podemos obter resultados diferentes em termos de possibilidades de armazenamento de informações. Para fins práticos, veremos um RAID como um único repositório de dados, como se fosse uma única unidade lógica, mesmo que haja vários discos rígidos fisicamente independentes dentro dele.

O objetivo final do RAID é oferecer ao usuário uma maior capacidade de armazenamento, redundância de dados para evitar a perda disso e fornecer maior velocidade de leitura e gravação de dados do que se tivéssemos apenas um disco rígido. Obviamente, esses recursos serão aprimorados independentemente, dependendo do nível de RAID que queremos implementar.

Outra vantagem do uso de um RAID é que podemos usar discos rígidos antigos que temos em casa e que podemos conectar via interface SATA à nossa placa-mãe. Dessa forma, com unidades de baixo custo, poderemos montar um sistema de armazenamento em que nossos dados estarão protegidos contra falhas.

Onde os RAIDs são usados

Em geral, os RAIDs são utilizados há muitos anos pelas empresas, devido à importância especial de seus dados e à necessidade de preservá-los e garantir sua redundância. Eles possuem um ou mais servidores dedicados especificamente ao gerenciamento desse armazenamento de informações, com hardware projetado especificamente para esse uso e com um escudo de proteção contra ameaças externas que impedirão o acesso indevido a eles. Normalmente, esses armazéns usam discos rígidos idênticos em tecnologia de desempenho e fabricação, para escalabilidade ideal.

Hoje, porém, quase todos nós poderemos usar um sistema RAID se tivermos uma placa-mãe relativamente nova e um chipset que implemente esse tipo de instruções internas. Apenas precisaremos de vários discos conectados ao nosso pacote básico para começar a configurar um RAID a partir do Linux, Mac ou Windows.

Caso nossa equipe não implemente essa tecnologia, precisaremos de um controlador RAID para gerenciar o armazém diretamente do hardware, embora, neste caso, o sistema seja suscetível a falhas desse controlador, algo que, por exemplo, não acontece se o gerenciarmos por meio de software.

O que um RAID pode e não pode fazer

Já sabemos o que é um RAID e onde é possível usá-lo, mas agora precisamos saber quais vantagens obteremos com a implementação de um sistema desse tipo e quais outras coisas não conseguiremos fazer com ele. Dessa maneira, não cairemos no erro de assumir as coisas quando elas realmente não são.

Vantagens de um RAID

• Alta tolerância a falhas: Com um RAID, podemos obter uma tolerância a falhas muito melhor do que se tivéssemos apenas um disco rígido. Isso será condicionado pelas configurações de RAID que adotamos, uma vez que algumas são orientadas a fornecer redundância e outras simplesmente a obter velocidade de acesso. Leia e grave melhorias no desempenho: Como no caso anterior, existem sistemas que visam melhorar o desempenho, dividindo os blocos de dados em várias unidades, para fazê-los funcionar em paralelo. Possibilidade de combinar as duas propriedades anteriores: os níveis de RAID podem ser combinados, como veremos abaixo. Dessa forma, podemos tirar proveito da velocidade de acesso de alguns e da redundância de dados de outros. Boa escalabilidade e capacidade de armazenamento: outra de suas vantagens é que eles geralmente são sistemas facilmente escaláveis, dependendo da configuração que adotamos. Além disso, podemos usar discos de natureza, arquitetura, capacidade e idade diferentes.

O que um RAID não pode fazer

• Um RAID não é um meio de proteção de dados: o RAID replicará os dados, não os protegerá, são dois conceitos muito diferentes. O mesmo dano será causado por um vírus em um disco rígido separado, como se ele tivesse entrado em um RAID. Se não tivermos um sistema de segurança que o proteja, os dados serão igualmente expostos. Melhor velocidade de acesso não é garantida: existem configurações que podemos criar, mas nem todos os aplicativos ou jogos são capazes de funcionar bem em um RAID. Muitas vezes, não obtemos lucro usando dois discos rígidos em vez de um para armazenar dados de maneira dividida.

Desvantagens de um RAID

• Um RAID não garante a recuperação após desastres: como sabemos, existem aplicativos que podem recuperar arquivos de um disco rígido danificado. Para RAIDs, você precisa de drivers diferentes e mais específicos que não sejam necessariamente compatíveis com esses aplicativos. Portanto, no caso de uma falha na cadeia ou no disco múltiplo, poderíamos ter dados irrecuperáveis. A migração de dados é mais complicada: a clonagem de um disco com um sistema operacional é bastante simples, mas fazê-lo com um RAID completo para outro é muito mais complicado se não tivermos as ferramentas corretas. É por isso que migrar arquivos de um sistema para outro para atualizá-lo é, às vezes, uma tarefa intransponível. Alto custo inicial: implementar um RAID com dois discos é simples, mas se queremos conjuntos mais complexos e redundantes, as coisas ficam complicadas. Quanto mais discos, maior o custo e mais complexo o sistema, mais precisaremos.

Quais níveis de RAID existem?

Bem, hoje podemos encontrar alguns tipos de RAID, embora estes sejam divididos em RAID padrão, níveis aninhados e níveis proprietários. Os usados ​​com mais frequência para usuários particulares e pequenas empresas são, obviamente, os níveis padrão e aninhado, já que a maioria dos equipamentos de ponta tem a possibilidade de fazê-lo sem instalar nada extra.

Pelo contrário, os níveis proprietários são usados ​​apenas pelos próprios criadores ou que vendem este serviço. São variantes daquelas consideradas básicas, e não acreditamos que sua explicação seja necessária.

Vamos ver no que cada um deles consiste.

RAID 0

O primeiro RAID que temos é chamado Nível 0 ou conjunto dividido. Nesse caso, não temos redundância de dados, pois a função desse nível é distribuir os dados armazenados entre os diferentes discos rígidos conectados ao computador.

O objetivo da implementação de um RAID 0 é fornecer boas velocidades de acesso aos dados armazenados nos discos rígidos, uma vez que as informações são igualmente distribuídas para que eles tenham acesso simultâneo a mais dados com suas unidades funcionando paralelamente..

O RAID 0 não possui informações de paridade ou redundância de dados; portanto, se uma das unidades de armazenamento quebrar, perderemos todos os dados que estavam nele, a menos que tenhamos feito backups externos para essa configuração.

Para executar um RAID 0, devemos prestar atenção ao tamanho dos discos rígidos que o compõem. Nesse caso, será o menor disco rígido que determina o espaço adicionado no RAID. Se tivermos um disco rígido de 1 TB e outros 500 GB na configuração, o tamanho do conjunto funcional será de 1 TB, levando o disco rígido de 500 GB e outros 500 GB do disco de 1 TB. É por isso que o ideal seria usar discos rígidos do mesmo tamanho para poder usar todo o espaço disponível no conjunto projetado.

RAID 1

Essa configuração também é chamada de espelhamento ou " espelhamento " e é uma das mais usadas para fornecer redundância de dados e boa tolerância a falhas. Nesse caso, o que estamos fazendo é criar uma loja com informações duplicadas em dois discos rígidos ou em dois conjuntos de discos rígidos. Quando armazenamos um dado, ele é replicado imediatamente em sua unidade de espelho para ter o dobro dos mesmos dados armazenados.

Aos olhos do sistema operacional, temos apenas uma unidade de armazenamento, à qual acessamos para ler os dados. Mas, caso isso falhe, os dados serão pesquisados ​​automaticamente na unidade replicada. Também é interessante aumentar a velocidade da leitura dos dados, pois podemos ler as informações simultaneamente das duas unidades de espelho.

RAID 2

Esse nível de RAID é pouco usado, pois é basicamente baseado na criação de armazenamento distribuído em vários discos no nível de bit. Por sua vez, um código de erro é criado a partir dessa distribuição de dados e armazenado em unidades exclusivamente destinadas a esse fim. Dessa forma, todos os discos no armazém podem ser monitorados e sincronizados para ler e gravar dados. Como os discos atualmente já possuem um sistema de detecção de erros, essa configuração é contraproducente e o sistema de paridade é usado.

RAID 3

Essa configuração também não é usada no momento. Consiste em dividir os dados no nível de bytes nas diferentes unidades que compõem o RAID, exceto um, onde as informações de paridade são armazenadas para poder associar esses dados quando são lidos. Dessa forma, cada byte armazenado possui um bit de paridade extra para identificar erros e recuperar dados em caso de perda de uma unidade.

A vantagem dessa configuração é que os dados são divididos em vários discos e o acesso às informações é muito rápido, tanto quanto existem discos paralelos. Para configurar esse tipo de RAID, você precisa de pelo menos 3 discos rígidos.

RAID 4

Também se trata de armazenar os dados em blocos divididos entre os discos da loja, deixando um deles para armazenar os bits de paridade. A diferença fundamental do RAID 3 é que, se perdermos uma unidade, os dados podem ser reconstruídos em tempo real, graças aos bits de paridade calculados. Seu objetivo é armazenar arquivos grandes sem redundância, mas a gravação de dados é mais lenta, precisamente devido à necessidade de fazer esse cálculo de paridade toda vez que algo é gravado.

RAID 5

Também chamado de sistema distribuído por paridade. Hoje, esse é usado com mais frequência do que os níveis 2, 3 e 4, especificamente em dispositivos NAS. Nesse caso, as informações são armazenadas divididas em blocos distribuídos entre os discos rígidos que compõem o RAID. Mas também é gerado um bloco de paridade para garantir redundância e poder reconstruir as informações no caso de um disco rígido ser corrompido. Esse bloco de paridade será armazenado em uma unidade diferente dos blocos de dados envolvidos no bloco calculado, dessa forma as informações de paridade serão armazenadas em um disco diferente daquele em que os blocos de dados estão envolvidos.

Nesse caso, também precisaremos de pelo menos três unidades de armazenamento para garantir a redundância de dados com paridade, e a falha será tolerada apenas em uma unidade por vez. No caso de quebrar dois simultaneamente, perderemos as informações de paridade e pelo menos um dos blocos de dados envolvidos. Existe uma variante RAID 5E em que um disco rígido sobressalente é inserido para minimizar o tempo de reconstrução dos dados, se uma das principais falhas.

RAID 6

O RAID é basicamente uma extensão do RAID 5, na qual outro bloco de paridade é adicionado para fazer um total de dois. Os blocos de informações serão divididos novamente em unidades diferentes e da mesma forma os blocos de paridade também são armazenados em duas unidades diferentes. Dessa forma, o sistema será tolerante à falha de até duas unidades de armazenamento, mas, consequentemente, precisaremos de até quatro unidades para formar um RAID 6E. Nesse caso, há também uma variante RAID 6e com o mesmo objetivo que o RAID 5E.

Níveis de RAID aninhados

Deixamos para trás os 6 níveis básicos de RAID para inserir os níveis aninhados. Como podemos supor, esses níveis são basicamente sistemas que possuem um nível principal de RAID, mas que, por sua vez, contêm outros subníveis que funcionam em uma configuração diferente.

Dessa forma, existem diferentes camadas de RAID que são capazes de executar simultaneamente as funções dos níveis básicos e, portanto, podem combinar, por exemplo, a capacidade de ler mais rapidamente com o RAID 0 e a redundância do RAID 1.

Vamos ver então quais são as mais usadas hoje.

RAID 0 + 1

Também pode ser encontrado sob o nome RAID 01 ou espelho de partição. Consiste basicamente em um nível principal do tipo RAID 1, que executa as funções de replicar os dados encontrados em um primeiro subnível em um segundo. Por sua vez, haverá um RAID 0 de nível inferior que executará suas próprias funções, ou seja, armazenará os dados de maneira distribuída entre as unidades que estão nele.

Dessa forma, temos um nível principal que executa a função de espelho e os subníveis que executam a função de divisão de dados. Dessa forma, quando um disco rígido falha, os dados serão perfeitamente armazenados no outro RAID 0 espelho.

A desvantagem desse sistema é a escalabilidade. Quando adicionamos um disco adicional em um subnível, também precisamos fazer o mesmo no outro. Além disso, a tolerância a falhas nos permitirá quebrar um disco diferente em cada subnível, ou dois no mesmo subnível, mas não em outras combinações, porque estaríamos perdendo dados.

RAID 1 + 0

Bem, agora estaríamos no caso oposto, também é chamado RAID 10 ou divisão de espelhos. Agora teremos um nível principal do tipo 0 que divide os dados armazenados entre os diferentes subníveis. Ao mesmo tempo, teremos vários subníveis tipo 1 que serão responsáveis ​​pela replicação dos dados nos discos rígidos que eles possuem.

Nesse caso, a tolerância a falhas nos permitirá quebrar todos os discos em um subnível, exceto um, e será necessário que pelo menos um disco íntegro permaneça em cada um dos subníveis para não perder informações.

RAID 50

Obviamente, dessa maneira, podemos gastar algum tempo possibilitando combinações possíveis de RAID para as quais é mais complicado para alcançar redundância, confiabilidade e velocidade máximas. Também veremos o RAID 50, que é um nível principal no RAID 0, que divide os dados dos subníveis configurados como RAID 5, com seus respectivos três discos rígidos.

Em cada bloco RAID 5, teremos uma série de dados com sua paridade correspondente. Nesse caso, um disco rígido pode falhar em cada RAID 5 e garantirá a integridade dos dados, mas se eles falharem mais, perderemos os dados armazenados lá.

RAID 100 e RAID 101

Mas não apenas podemos ter uma árvore de dois níveis, mas três, e este é o caso do RAID 100 ou 1 + 0 + 0. Consiste em dois subníveis de RAID 1 + 0 divididos por um nível principal também em RAID 0.

Da mesma forma, podemos ter um RAID 1 + 0 + 1, composto de vários subníveis RAID 1 + 0 refletidos por um RAID 1 como o principal. Sua velocidade de acesso e redundância são muito boas e oferecem boa tolerância a falhas, embora a quantidade de disco a ser usada seja considerável em comparação à disponibilidade de espaço.

Bem, isso é tudo sobre a tecnologia RAID e seus aplicativos e recursos. Agora deixamos alguns tutoriais que também serão úteis para você

Esperamos que essas informações tenham sido úteis para você entender melhor o que é um sistema de armazenamento RAID. Se você tiver alguma dúvida ou sugestão, deixe-a na caixa de comentários.