RAID, arranjos de discos para trabalho em conjunto

O que é RAID?

RAID é a abreviação para Redundant Array of Independent Disks, ou em tradução livre, Conjunto Redundante de Discos Independentes. Essa tecnologia é baseada em montar arranjos onde dois ou mais hard drives e/ou memórias SSDs trabalharão em conjunto, com o intuito de aprimorar a segurança e performance de computadores, servidores e storages.

Cada nível de arranjo possui características próprias, necessita de requisitos mínimos em hardware 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”. Para que qualquer arranjo de disco funcione bem é desejável utilizar discos rígidos de mesma capacidade, tecnologia e velocidade.

Por serem idealizados em atender aplicações distintas, cada tipo de arranjo possui prós e contras a ser considerados. Abaixo faremos uma breve explicação sobre os arranjos de discos mais comuns e respectivas características, mencionando as vantagens e desvantagens de cada implementação.

Qual é o RAID ideal para você?

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.

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RAID 0

RAID 1

Também conhecido como replicação ou espelhamento, o RAID 1 promete exatamente o que seu nome diz. Sua principal característica é fazer com que os discos presentes no sistema possuam exatamente as mesmas informações armazenadas, conhecidas como disk mirror.

Ideal para pequenas empresas e residências, o RAID 1 só pode ser implementado com dois hard disks, sempre escrevendo as informações de forma simultânea nos dois discos, com espelhamento em tempo real. 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 disponibilizadas 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 substituir o disco defeituoso ou realizar backup dos dados 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.

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RAID 1

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 que possuem uma grande quantidade de discos rígidos instalados e cria uma camada de redundância sacrificando parte da capacidade do sistema, podendo ser implementado com pelo menos três hard disks.

Independentemente da quantidade de discos presentes, todos terão a mesma quantidade de espaço sacrificado, por isso quanto mais drives utilizados no array, menor será o desperdício de espaço. Para efeito de cálculo do espaço reservado para segurança nesse tipo de arranjo, sempre o espaço equivalente de um disco servirá para redundância e o restante do arranjo será a capacidade total efetiva.

No RAID 5, a paridade é armazenada de forma alternada em todos os discos. Caso um dos HDs falhem enquanto o sistema estiver funcionando, nenhuma informação será perdida. A paridade é a segurança do sistema, o 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).

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Como funciona o RAID 5

RAID 6

O RAID 6 é um arranjo relativamente novo, possuindo características muito próximas ao RAID 5, mas com o dobro de paridade. A diferença básica entre os dois é que no RAID 6 dois HDs estarão disponíveis como redundância, enquanto no 5 somente um dos discos é reservado.

Com isso, o sistema pode perder até 2 discos rígidos sem comprometer as informações armazenadas. Assim, numa implantação em sistema RAID 6 com 9 discos, a capacidade total disponível será a multiplicação do valor de 7 hard disks, sendo que os outros dois servirão para redundância.

Como no RAID 5, a medida que aumentarmos a quantidade de HDs armazenados no sistema no RAID 6 também minimizaremos o espaço sacrificado e são necessários pelo menos 4 discos em funcionamento para realizar o arranjo. Esse tipo de sistema é usado em situações que demandam maior segurança nas informações armazenadas, porém perde em velocidade quando comparado ao RAID 5.

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RAID 6 - O que é

RAID 10 ou RAID 1+0

O RAID 10 ou RAID 1+0 é a combinação de dois ou mais espelhamentos de discos agrupados numa única matriz para escrita de dados simultânea. 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 um único agrupamento de discos. Além de oferecer um desempenho superior no momento de 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.

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RAID 10 ou RAID 1+0

Arranjos RAID 50 ou 5+0

Como no RAID 10, o RAID 50 (5+0) também é um arranjo que combina duas configurações RAID já conhecidas: o RAID 5 e o RAID 0. Voltado para instalações equipadas com pelo menos 6 hard disks no mesmo gabinete, esse nível de RAID torna-se mais viável economicamente a partir de 9 discos.

Com exigência de pelo menos dois subgrupos RAID 5 montados no mesmo sistema, esse nível de RAID 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.

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Arranjos RAID 50 ou 5+0

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 RAID 6. Isso garante que o sistema continuará funcionando mesmo que quatro discos falhem simultaneamente, sem haja perda de informações.

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Arranjos RAID 60 ou 6+0

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