O que é RAID?

O que é RAID?

RAID é a sigla para Redundant Array of Independent Disks. É um conjunto de HD'sque funcionam como se fosse um só, isso quer dizer que permite uma tolerância altacontra falhas, pois se um dos discos apresentar problema o outro ou outros discoscontinuam funcionando.

Tipos de RAID:

Existem 6 níveis básicos de RAID:

RAID nível 0 - Este nível também é conhecido como "Striping" ou "Fracionamento".Nele, os dados são divididos em pequenos segmentos e distribuídos entre os discos. Este nível não oferece tolerância a falhas, pois não existe redundância. Isso significa que uma falha em qualquer um dos HDs pode ocasionar perda de informações. Por essa razão, o RAID 0 é usado para melhorar a performance do computador, uma vez que a distribuição dos dados entre os discos proporciona grande velocidade na gravação e leitura de informações. Quanto mais discos houver, mais velocidade é obtida. Isso porque, se os dados fossem gravados em um único disco, esse processo seria feito de forma sequencial. Com o RAID, os dados cabíveis a cada disco são gravados ao mesmo tempo. O RAID 0, por ter estas características, é muito usado em aplicações de CAD etratamento de imagens e vídeos.

Vantagens do RAID-0

Vantagens:• Acesso rápido as informações (até 50% mais rápido);• Custo baixo para expanção de memória;

Desvantagens:• Caso algum dos setores de algum dos HD’s venha a apresentar perda deinformações, o mesmo arquivo que está dividido entre os mesmos setores dosdemais HD’s não terão mais sentido existir, pois uma parte do arquivo foicorrompida, ou seja, caso algum disco falhe, não tem como recuperar;• Não é usada paridade¹.

RAID nível 1 - também conhecido como "Mirroring" ou "Espelhamento", o RAID 1funciona adicionando HDs paralelos aos HDs principais existentes no computador. Assim, se por exemplo, um computador possui 2 discos, pode-se aplicar mais um HD para cada um, totalizando 4. Os discos que foram adicionados, trabalham como uma cópia do primeiro. Assim, se o disco principal recebe dados, o disco adicionado também os recebe. Daí o nome de "espelhamento", pois um HD passa a ser uma cópia praticamente idêntica do outro. Dessa forma, se um dos HDs apresentar falha, o outro imediatamente pode assumir a operação e continuar a disponibilizar as informações. A conseqüência neste caso, é que a gravação de dados é mais lenta, pois é realizada duas vezes. No entanto, a leitura dessas informações é mais rápida, pois pode-se acessar duas fontes. Por esta razão, uma aplicação muito comum do RAID 1 é seu uso em servidores de arquivos.

Vantagens do RAID- 1

Vantagens:• Caso algum setor de um dos discos venha a falhar, basta recuperar o setordefeituoso copiando os arquivos contidos do segundo disco;• Segurança nos dados (com relação a possíveis defeitos que possam ocorrer noHD).

Desvantagens:• Custo relativamente alto se comparado ao RAID 0;• Ocorre aumento no tempo de escrita;• Não é usada paridade.

RAID nível 2 - este tipo de RAID adapta o mecanismo de detecção de falhas emdiscos rígidos para funcionar em memória. Assim, todos os discos da matriz ficam sendo"monitorados" pelo mecanismo. Atualmente, o RAID 2 é pouco usado, uma vez quepraticamente todos os discos rígidos novos saem de fábrica com mecanismos dedetecção de falhas implantados.


Vantagem:• Usa ECC.

Desvantagem:• Hoje em dia há tecnologias melhores para o mesmo fim.

RAID nível 3 - neste nível, os dados são divididos entre os discos da matriz, excetoum, que armazena informações de paridade. Assim, todos os bytes dos dados tem suaparidade (acréscimo de 1 bit, que permite identificar erros) armazenada em um discoespecífico. Através da verificação desta informação, é possível assegurar a integridadedos dados, em casos de recuperação. Por isso é por permitir o uso de dados divididosentre vários discos, o RAID 3 consegue oferecer altas taxas de transferência econfiabilidade das informações. Para usar o RAID 3, pelo menos 3 discos sãonecessários.


Vantagens:• Leitura rápida;• Escrita rápida;• Possui controle de erros.

Desvantagem:• Montagem difícil via software.

RAID nível 4 - este tipo de RAID, basicamente, divide os dados entre os discos,sendo que um é exclusivo para paridade. A diferença entre o nível 4 e o nível 3, é que em caso de falha de um dos discos, os dados podem ser reconstruídos em tempo realatravés da utilização da paridade calculada a partir dos outros discos, sendo que cada um pode ser acessado de forma independente. O RAID 4 é indicado para o armazenamento de arquivos grandes, onde é necessário assegurar a integridade dasinformações. Isso porque, neste nível, cada operação de gravação requer um novocálculo de paridade, dando maior confiabilidade ao armazenamento (apesar de isso tornar as gravações de dados mais lentas).


Vantagens:• Taxa de leitura rápida;• Possibilidade do aumento de área de discos físicos.

Desvantagens:• Taxa de gravação lenta;• Em comparação com o RAID 1, em caso de falha do disco, a reconstrução é difícil,pois o RAID 1 já tem o dado pronto no disco espelhado;• Tecnologia não mais usada por haver melhores para o mesmo fim.

RAID nível 5 - este é muito semelhante ao nível 4, exceto o fato de que a paridadenão fica destinada a um único disco, mas a toda a matriz. Isso faz com que a gravação de dados seja mais rápida, pois não é necessário acessar um disco de paridade em cada gravação. Apesar disso, como a paridade é distribuída entre os discos, o nível 5 tende a ter um pouco menos de performance que o RAID 4. O RAID 5 é o nível mais utilizado e que oferece resultados satisfatórios em aplicações não muito pesadas. Este nível precisa de pelo menos 3 discos para funcionar.


Vantagens:• Maior rapidez com tratamento de ECC;• Leitura rápida (porém escrita não tão rápida).

Desvantagem:• Sistema complexo de controle dos HDs.

O RAID 0 + 1 - combinação dos níveis 0 (Striping) e 1 (Mirroring), onde os dadossão divididos entre os discos para melhorar o rendimento, mas também utilizam outrosdiscos para duplicar as informações. Assim, é possível utilizar o bom rendimento do nível0 com a redundância do nível 1. No entanto, é necessário pelo menos 4 discos paramontar um RAID desse tipo. Tais características fazem do RAID 0 + 1 o mais rápido eseguro, porém o mais caro de ser implantado.

Vantagens do RAID 0 + 1

Vantagens:• segurança contra perda de dados;• pode falhar 1 dos HD's, ou os dois HD's do mesmo DiskGroup, porém deixando deser RAID 0 + 1.

Desvantagens:• alto custo de expansão de hardware (custo mínimo = 4N HDs);• os drives devem ficar em sincronismo de velocidade para obter a máximaperformance.

RAID 6 - É um padrão relativamente novo, suportado por apenas algumascontroladoras. É semelhante ao RAID 5, porém usa o dobro de bits de paridade,garantindo a integridade dos dados caso até 2 dos HDs falhem ao mesmo tempo. Ao usar 8 HDs de 20 GB cada um, em RAID 6, teremos 120 GB de dados e 40 GB de paridade.


Vantagem:• possibilidade falhar 2 HDs ao mesmo tempo sem perdas.

Desvantagens:• precisa de N+2 HDs para implementar por causa dos discos de paridade;• escrita lenta;• sistema complexo de controle dos HDs.

Tipos HíbridosPara suprir as deficiências de um nível ou outro de RAID é possível usar um nívelde RAID sobre outro, aproveitando por exemplo, o excelente desempenho de umdeterminado nível e a confiabilidade de outro. Isso tudo, é claro, pagando o preço de uma maior quantidade de material.

Um exemplo é o RAID-10. Como o seu nome implica, é a combinação de discosespelhados (RAID-1) com a segmentação de dados (data stripping) (RAID-0).O método de criação de um arranjo RAID-10 é diversificado. Em uma implementação RAID-0+1, os dados são segmentados através de grupos de discos espelhados, isto é, os dados são primeiro segmentados e para cada segmento é feito um espelho. Já em um RAID-1+0 os dados são primeiramente espelhados, e para cada espelho há a segmentação sobre vários discos.

RAID-10 - oferece as vantagens da transferência de dados rápida de um arranjoespelhado, e as características de acessibilidade dos arranjos espelhados. Odesempenho do sistema durante a reconstrução de um disco é também melhor que nosarranjos baseados em paridade, pois os dados são somente copiados do dispositivosobrevivente.


Vantagens:• segurança contra perda de dados;• pode falhar um ou dois dos HDs ao mesmo tempo, dependendo de qual avaria.

Desvantagens:• alto custo de expansão de hardware (custo mínimo = 2N HDs);• os drivers devem ficar em sincronismo de velocidade para obter a máximaperformance.

O RAID-50 - arranjo híbrido que usa as técnicas de RAID com paridade emconjunção com a segmentação de dados. Um arranjo RAID-50 é essencialmente umarranjo com as informações segmentadas através de dois ou mais arranjos RAID-5.Dependendo do tamanho de cada segmento estabelecido durante a configuraçãodo arranjo, estes arranjos híbridos podem oferecer os benefícios de acesso paralelo dosarranjos com paridade (alta velocidade na transferência de dados) ou de acessoindependente dos arranjos com paridade (grande quantidade). Como em outros arranjosRAID com paridade, a reconstrução de um disco falho gera um impacto no desempenhodo programa usando o arranjo.


Vantagens:• alta taxa de transferência;• ótimo para uso em servidores.

Desvantagens:• alto custo de implementação e expansão de memória.

RAID 60 - O nível do RAID 60 os recursos dos emprega 60 níveis 6 e 0. Umamatriz RAID 60 combina o verticalmente striping de nível de bloco RAID 0 com a paridade distribuída dupla de RAID 6. Que é, uma matriz RAID 0 distribuídos pelos RAID 6 RAID 60 elementos. Um disco virtual pode continuarão após a perda de dois discos em cada um dos conjuntos RAID 6 sem perder dados. Ele funciona melhor com os dados que exige alta confiabilidade, alto taxas solicitação, alto transferências de dados, e médias-paragrande capacidade. Número mínimo de unidades é de oito.

O RAID 100 - basicamente é composto do RAID 10+0. Normalmente ele éimplementado utilizando uma combinação de software e hardware, ou seja, implementase o RAID 0 via software sobre o RAID 10 via Hardware.

Tipos de RAID

Existem 2 tipos de RAID, sendo um baseado em hardware e o outro baseado emsoftware. Cada um possui vantagens e desvantagens. O primeiro tipo é o mais utilizado,pois não depende de sistema operacional (pois estes enxergam o RAID como um únicodisco grande) e são bastante rápidos, o que possibilita explorar integralmente seusrecursos. Sua principal desvantagem é ser um tipo caro inicialmente.

O RAID baseado em hardware, utiliza dispositivos denominados "controladoresRAID", que podem ser, inclusive, conectados em slots PCI da placa-mãe do computador.Já o RAID baseado em software não é muito utilizado, pois apesar de ser menos custoso, é mais lento, possui mais dificuldades de configuração e depende do sistema operacional para ter um desempenho satisfatório. Este tipo ainda fica dependente do poder de processamento do computador em que é utilizado.

A tecnologia RAID é um dos principais conceitos quando o assunto éarmazenamento de dados. Sua eficiência é comprovada por se tratar de uma tecnologiaem uso há vários anos e que mesmo assim "não sai de moda". Grandes empresas, como a Intel, oferecem soluções de RAID, e essa tecnologia é possível de ser encontrada até mesmo em computadores domésticos. É muito provável que o RAID ainda venha a apresentar novos meios de funcionalidades, ampliando seu uso para os mais diversos tipos de necessidade de armazenamento e acesso à dados.

Existem três razões para você querer um sistema de unidades RAID.

1 - Você precisa de toneladas de espaço de armazenamento e precisa que esseprocesso seja rápido. (RAID 0)2 - Você deseja fazer backup instantâneo e automático de seus dados. (RAID 1)3 - Você deseja as duas coisas. (RAID 5)

Sobre o Spanning (Linear)

Spanning, que não é um modo RAID, combina todas as unidades do sistema emum grande volume, de modo que elas atuem como uma unidade gigante. As unidades são preenchidas uma a uma. A vantagem de usar este modo é que você pode adicionar mais unidades sem precisar reformatar o sistema.

Disco SATA e disco SAS

O Disco SATA é o modelo que utiliza-se de um disco magnético interno onde elegrava os dados. É mais utilizado em computadores caseiros. Quanto à velocidade, osmais caros podem chegar à 10 K (10.000 RPM).

Os discos SAS são discos com pequenos chips no lugar do disco magnético. Porser uma tecnologia mais cara, é utilizado em servidores. A velocidade que ele alcança émaior, chegando à 15 K (15.000 RPM).

¹A idéia por trás desta aparente "mágica" é bastante simples. A paridade consisteem adicionar um bit adicional para cada grupo de bits. Ao usar 5 HDs, por exemplo, temos um bit extra para cada 4 bits de dados. Caso dentro destes 4 bits exista um número par de bits 1, então o bit de paridade é 0. Caso exista um número ímpar de bits 1, então o bit de paridade é 1.

Veja que, graças ao bit de paridade, é possível saber apenas que, dentro do grupode 4 bits existe um número par ou ímpar de bits 1. Isso é o suficiente para recuperarqualquer um dos 4 bits que seja perdido, desde que sejam respeitadas duas condições:

a) Que apenas um bit de cada grupo seja perdidob) Que se saiba qual dos bits foi perdido

Referências:

http://www.infowester.com/raid.phphttp://www.clubedohardware.com.brhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:P%C3%A1gina_principalhttp://www.hardware.com.br/termos/raid-5

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