RAID, arranjos de discos para trabalho em conjunto

O que é RAID?

RAID é o acrônimo de “Redundant Array of Independent Disks”, que significa Matriz Redundante de Discos Independentes. Trata-se da tecnologia que agrupa dois ou mais hard drives e/ou memórias SSDs em arranjos para trabalho conjunto, em computadores e outros sistemas de armazenamento de dados.

Montar arranjos de discos tem como principais objetivos aprimorar a segurança e/ou aumentar a performance do sistema de armazenamento de computadores, servidores e storages.

Enquanto um arranjo RAID utiliza recursos como striping ou paridade para entregar mais velocidade de I/O e proteção aos dados, uma matriz JBOD associa todos os discos para que trabalhem como se fossem um único volume.

Vários tipos de arranjos

Cada tipo de arranjo de disco possui características próprias, necessita de requisitos mínimos em hardware, software e soluciona diferentes problemas.

Variáveis importantes como tempo de resposta do sistema, custo de implementação e aplicação são apenas alguns dos pontos a serem analisados antes da escolha do “melhor RAID”.

Implementação via hardware ou software

Implementação via software

Os arranjos de disco RAID podem ser criados e gerenciados através de software ou de um hardware próprio para esse fim.

Nas implementações via software, quem monta e gerencia a matriz de armazenamento é o sistema operacional, utilizando a CPU do sistema para a fazer distribuição, gravação, leitura e acesso aos dados.

As implementações via software são mais baratas, pois não exigem uma controladora específica para esse fim, porém torna o sistema mais lento e menos seguro.

Implementação via hardware

Qualquer implementação RAID via hardware exige uma controladora de discos própria. Essas controladoras possuem vantagens sobre matrizes baseadas em software.

Elas liberam o uso da CPU do servidor ou storage e possuem geralmente cache, tornando o sistema mais rápido e seguro contra a perda de dados.

Qualquer que seja a escolha, para que um arranjo de disco funcione bem, sempre é desejável utilizar discos rígidos de mesma capacidade, fabricante, tecnologia e velocidade.

Tipos de arranjos RAID mais utilizados

Por serem idealizados para atender aplicações distintas, cada tipo de RAID possui prós e contras a serem considerados.

Abaixo faremos uma breve explicação sobre os arranjos de discos mais comuns e suas respectivas características, mencionando as vantagens e desvantagens de cada implementação.

RAID 0

Esse arranjo de discos utiliza dois ou mais discos rígidos com finalidade da maximização do desempenho ao armazenar e acessar informações.

A técnica também é conhecida como "Stripping Array" ou fracionamento e é considerada o nível de RAID mais rápido, porém o menos seguro.

A lógica do RAID 0 consiste em distribuir os dados a serem armazenados no sistema de armazenamento, gravando a informação particionada em diversos hard disks de forma simultânea.

Dessa forma, a gravação (ou leitura) dos dados utiliza todos os discos do arranjo, sem necessidade de nenhum cálculo para geração de paridade.

Em consequência do alto desempenho conseguido, o RAID 0 perde em questões de segurança, não proporcionando nenhuma tolerância à falhas.

Caso apenas um dos HDs apresente problemas, todos os dados do sistema estarão comprometidos.

Mais sobre o RAID 0

RAID 1

Também conhecido como disk mirror, replicação ou espelhamento, o arranjo RAID 1 é ideal para pequenas empresas e residências, sendo implementado com apenas dois hard disks.

Escrevendo as informações de forma simultânea nos discos, esse sistema faz uma cópia dos aplicativos e dados em tempo real, sem a intervenção do usuário.

O inconveniente desse tipo de implementação é a redução de capacidade bruta, pois como as informações serão escritas integralmente duas vezes, somente a metade da capacidade total será disponibilizada pelo sistema.

Outro ponto negativo é que ao montar um arranjo com discos de capacidades diferentes, o sistema utilizará a capacidade do menor para dimensionar o tamanho máximo da matriz.

O principal atributo desse mecanismo é a segurança gerada para os dados armazenados, pois mesmo que um dos HDs falhe, as informações estarão seguras e online no outro disco, possibilitando assim que o disco defeituoso seja substituído ou o backup dos dados realizado sem que nada seja perdido.

Além disso, storages de última geração como os NAS Qnap possuem mecanismos de segurança adicional, como o envio de email ao usuário caso haja falha de disco.

Isso garante maior velocidade na assistência técnica e gera maior confiabilidade ao sistema, protegendo as informações armazenadas.

Mais sobre o RAID 1

Dúvidas? Fale com nosso especialista!

* Nome:

* Email:

DDD + Telefone:

* Mensagem:

Enviar

RAID 5

O modelo RAID 5 é conhecido como "Strip Set com paridade" e é a evolução dos mecanismos já apresentados.

O método é muito utilizado em servidores ou storages com pelo menos três discos rígidos instalados e cria uma camada de redundância, sacrificando parte da capacidade de armazenamento do sistema para proporcionar maior segurança aos dados.

No RAID 5, bits de paridade são criados e acrescentados aos dados, escritos de forma alternada em todos os discos.

Caso um dos HDs falhe enquanto o sistema estiver funcionando, nenhum dado será perdido. A paridade é a segurança do sistema que possibilita a reconstrução dos dados sem perda de informação.

Ele é recomendado para aplicações utilizadas no dia a dia em pequenas e médias instalações (até 8 discos).

O espaço reservado para segurança dos dados nesse tipo de solução sempre será o equivalente a um disco do arranjo, independentemente da quantidade total, sendo que todos terão o mesmo espaço sacrificado. Por isso, quanto mais drives utilizados no array, menor será o desperdício.

Mais sobre o RAID 5

RAID 6

O RAID 6 é um arranjo com características próximas ao RAID 5, mas acrescentando dupla paridade às informações gravadas. Isso significa que no RAID 6 até dois hard disks podem falhar sem perda de dados, porém o dobro do espaço será utilizado para gravar a paridade e manter a redundância do sistema.

Assim, numa implantação em sistema RAID 6 com oito discos, a capacidade total disponível será a multiplicação do valor de seis hard disks, sendo que os outros dois servirão para redundância.

A medida que aumentarmos o número de discos nesse arranjo, também minimizaremos o espaço proporcional sacrificado. Esse tipo de sistema pode ser implementado a partir de quatro discos e é usado em situações que demandam maior segurança para as informações armazenadas.

Mais sobre o RAID 6

RAID 10 ou RAID 1+0

Nesse arranjo é feita a combinação de dois ou mais subgrupos de espelhamentos agrupados em uma única matriz. Para implementação de um arranjo RAID 10 são utilizados pelo menos 4 discos rígidos, onde são criadas combinações de dois ou mais grupos RAID 1 para escrita simultânea (RAID 0).

Sua principal característica é que ela une desempenho e segurança em um único agrupamento de discos. Além de oferecer um desempenho superior no momento da transferência dos dados, ela não compromete a integridade das informações caso ocorra algum problema em um dos HDs.

O maior inconveniente para usuários que fazem uso dos arranjos RAID 10 é o grande número de discos rígidos utilizados para segurança dos dados em relação aos demais, tornando-se economicamente inviável para algumas aplicações.

Mais sobre o RAID 10

Arranjos RAID 50 ou 5+0

Como no arranjo anterior, o RAID 50 (5+0) também combina duas configurações já conhecidas: pelo menos dois arranjos RAID 5 trabalhando em RAID 0.

Voltado para instalações equipadas com pelo menos seis hard disks no mesmo gabinete, esse disk array torna-se economicamente viável com sistemas de pelo menos nove discos, através da criação de três sub-grupos RAID 5.

Com a exigência mínima de dois subgrupos de três discos, esse nível de arranjo possui um disco de paridade por subgrupo e garante que o sistema continue operante mesmo que dois hard disks falhem simultaneamente, desde que sejam de subgrupos distintos.

Utilizado em sistemas híbridos de armazenamento ou para aplicações que não possuem orçamento para montagem de estruturas de alta redundância, esse arranjo têm como ponto forte sua robustez contra falhas.

Mais sobre o RAID 50

Arranjos RAID 60 ou 6+0

Combinando dois arranjos já abordados, o RAID 60 (6+0) também é um híbrido que combina duas configurações RAID num único pool de discos: o RAID 6 e o RAID 0.

Com exigência de pelo menos 8 hard disks e de dois subgrupos RAID 6 montados no mesmo pool, esse sistema mantém dupla paridade por subgrupo. Isso garante que o sistema continuará funcionando mesmo que quatro discos falhem simultaneamente, sem que haja perda de informações.

Mais sobre o RAID 60

Como escolher o melhor RAID

Variáveis como performance do equipamento, segurança pretendida e investimento a ser realizado são pontos importantes a serem considerados ao implementar um arranjo de discos.

Todos os níveis de RAID acima são detalhados em páginas individuais, porém estamos a disposição para auxiliá-lo em seu projeto.