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RAID 5: Arranjos de discos para storages e servidores

Arranjos de Disco, Segurança e Desempenho

A sigla RAID significa montar arranjos com mais que um disco rígido num storage ou servidor, objetivando assim redundância e/ou performance no sistema de forma econômica. O array de discos é utlizado por servidores, workstations, storages e outros sistemas computacionais para melhor performance e maior segurança no armazenamento de informações. Na prática, dois ou mais discos rígidos são associados de forma lógica para obter-se algum tipo de benefício.

Exemplo de RAID

Qual RAID Escolher?

Ao escolher um arranjo de disco, os principais fatores que devem ser considerados são segurançavelocidade e a capacidade necessária.

Uma variável determinante na definição de qual RAID será implementado ao montar um sistema de armazenamento é identificar quais aplicações este novo arranjo irá suportar.

Para cada tipo de aplicação existe um arranjo RAID que melhor se enquadra e mais agrega benefícios, sempre visando maior economia, velocidade, segurança ou menor custo de implantação.

RAID 5

O RAID 5 é recomendado para a maioria das aplicações realizadas rotineiramente em pequenas e médias instalações, principalmente as que demandam alta capacidade e alguma segurança para as informações armazenadas. Servidores e storages com arranjos de disco em RAID 5 precisam de no mínimo 3 HDs instalados no mesmo sistema, como explicaremos a seguir:

Como funciona o RAID 5

Para entender como funciona o RAID 5 devemos lembrar que uma informação digital (byte) é composta por um conjunto de bits. Ao gravarmos uma informação num arranjo de discos, a mesma é fatiada e cada uma das "partes digitais" é gravada em um ou mais HDs do conjunto. Além das informações, bits adicionais são gerados (conhecido como bits de paridade) e gravados juntamente com cada um dos bytes. Os bits de paridade são a segurança do sistema e, em caso de falha de um dos HDs, com estes bits "adicionais" é possível determinar quais as partes faltamentes, possibilitando a reconstrução dos dados sem perda de informação.

Como funciona RAID 5

Velocidade x Segurança x Capacidade

Ao montar um arranjo de discos RAID nível 5, temos que considerar as seguintes variáveis:

Como calcular a capacidade em storages e servidores

A Capacidade para um sistema de armazenamento é a primeira variável a ser determinada. Nos arranjos RAID 5, a capacidade útil para armazenamento será a capacidade individual dos HDs do arranjo multiplicado pelo total de discos menos 1.

Arranjos de discos preferenciamente devem utlizar discos de mesma capacidade e modelo, pois terão funcionamento similar, com o mesmo tempo de resposta e com aproximadamente a mesma vida útil. Isso significa que o sistema funcionará de forma harmônica, com todos discos trabalhando em condições muito semelhantes.

Capacidade

Por exemplo: um storage NAS montado em RAID 5 com 8 HDs de 4TB entrega uma capacidade nativa de 32TB e 28TB de área útil.
8 HDs de 4TB x (8-1) HDs, ou seja, 4TB x 7 = 28TB útil. 

Comparação com RAID 0

Por exemplo: um RAID 0 com 8 HDs de 4TB = 4TB x 8 HDs, ou seja, 4TB x 8 = 32TB útil.

Velocidade

Velocidade nos arranjos de disco

Ao tratarmos de velocidade, temos algumas considerações: A escrita de informações em disco é usualmente mais lenta que a leitura.

Outro fator determinante ao atribuirmos velocidade de um sistema está relacionado à forma como ele se comunica com a rede de dados e sua capacidade de processamento.

Em sistemas de armazenamento corporativos e datacenters, a sigla IOPS (inputs e outputs operations per second) é utilizada frequentemente para atribuir performance de cada equipamento.

Com isso, para determinarmos corrertamente a velocidade em RAID 5 é necessário conhecer:

  1. A velocidade de transferência: É a taxa de transferência em MB/s que acontece entre o RAID 5 e o Host ao qual ele está conectado;
  2. O Número de IOPS: São as requisições de entrada e saída (I/O) feita aos discos por segundo.

Lembramos ainda que a velocidade de transferência de cada sistema difere em função do hardware envolvido, do processamento, número de portas de comunicação e da tecnologia de armazenamento. Em RAID 5 existe uma perda em performance causada principalmente durante o processo de gravação, uma vez que o sistema precisa calcular os bits de paridade que serão gerados e posteriormente escritos juntamente com os dados originais.

Obviamente 3 cabeças pensam e trabalham melhor que uma, por isso ao construir um RAID com 3 ou mais discos, vários HDs trabalhando simultaneamente tendem a ser mais rápidos que um único disco. Ao adicionar mais do que 3 discos a um arranjo RAID 5 o sistema entregará melhor performance, porém o sistema não poderá apresentar falhas em mais que um disco de forma simultânea. 

Segurança

Como mencionado anteriormente, arranjos RAID 5 suportam a perda de apenas um HD sem danificar as informações armazenadas. Nestes casos, o arranjo trabalhará em modo degradado (velocidade menor) até que seja feita a reposição do disco defeituoso e a reconstrução do volume seja finalizada.

Se um segundo HD apresentar falha durante o processo, os dados serão perdidos. Em alguns casos, alguns fabricantes e prestadores de serviço conseguem recuperar as informações total ou parcialmente, porém esse processo nem sempre é bem sucedido e pode gerar perda de informações.

Segurança

 

A importância de usar o HD correto em arranjo de disco

Para o bom funcionamento de um arranjo RAID, escolher hard disks adequados para servidores e storages evita grandes aborrecimentos com o passar do tempo. Discos não homologados podem até funcionar durante a implementação de um arranjo, porém tendem a ter vida útil baixa e causar grandes instabilidades no sistema. HD para servidores e storages possuem características próprias, como tolerância a vibração, maior robustez e capacidade multi-usuário. Nós somos distribuidores autorizados para a venda de HD para servidores e storages, consulte-nos antes de comprar.

Como todos os níveis de arranjos de discos, o RAID 5 também traz vantagens e desvantagens:

Número mínimo de HDs: 03
Desempenho: Médio
Segurança: Média
Eficiência: Alta

 

Aplicações:

  1. Servidor de Arquivos (File Server)
  2. Destino de Backup
  3. Armazenamento de PST (Arquivos de Email)
  4. Armazenamento de Máquinas Virtuais
  5. Servidor FTP
  6. Replicação Remota (Destino)

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