Tecnologa RAID

Universidad de Cuenca

Escuela de Electrnica y Telecomunicaciones

Base de Datos y Servidores

Jorge Merchn

jorge.merchanl@ucuenca.ec

Qu es RAID?

RAID (redundant array of independent disks, originalmente matriz redundante de discos

independientes) es una tecnologa que se utiliza para aumentar el rendimiento y / o fiabilidad del

almacenamiento de datos. Un sistema RAID consta de dos o ms unidades que trabajan en

paralelo. Estos discos pueden ser discos duros, pero hay una tendencia a utilizar tambin la

tecnologa de SSD (discos de estado slido). Hay diferentes niveles de RAID, cada uno optimizado

para una situacin especfica. Estos no estn estandarizados por un grupo de la industria o comit

de normalizacin. Esto explica por qu las empresas a veces vienen con sus propios nmeros

nicos e implementaciones.

En un sistema monousuario donde los grandes registros, tales como mdicos u otras imgenes

cientficas, se almacenan, las bandas normalmente se configura para ser pequeo (tal vez 512

bytes) de modo que un solo registro abarca todos los discos y se puede acceder a l rpidamente

mediante la lectura todos los discos al mismo tiempo.

En un sistema multi-usuario, requiere establecer una banda amplia lo suficiente para mantener el

registro tpico o mximo tamao. Esto permite que se superpongan E/S de disco en todas las

unidades.

El software para realizar el RAID-funcionalidad y el control de las unidades o bien pueden ser ubicados en una tarjeta de controlador separado (un controlador de hardware RAID) o simplemente puede ser un conductor. Algunas versiones de Windows, como Windows Server 2012, as como Mac OS X, incluyen la funcionalidad del software RAID. Los controladores RAID de hardware cuestan ms que el software puro, sino que tambin ofrecen un mejor rendimiento.

Los sistemas RAID pueden estar basados en un nmero de interfaces, incluyendo SCSI, IDE, SATA o FC (canal de fibra). Hay sistemas que utilizan discos SATA internos pero que tienen un puerto FireWire o SCSI-interfaz para el sistema host.

A veces los discos en un sistema de almacenamiento se definen como JBOD, que significa "slo un montn de discos . Esto significa que esos discos no utilizan un nivel de

RAID especfica y acta como discos independientes. Esto se hace a menudo para las unidades que contienen los archivos de intercambio o datos de cola.

Hay por lo menos nueve tipos de RAID ms un no-matriz redundante (RAID-0):

RAID-0(Striping): Esta tcnica tiene bloques pero sin redundancia de datos. Ofrece

el mejor rendimiento pero no tolerancia a fallos.

Figura 1.- RAID 0

Ventajas

RAID 0 ofrece un gran rendimiento, tanto en las operaciones de lectura y escritura. No hay sobrecarga causada por los controles de paridad.

Toda la capacidad de almacenamiento se utiliza, no hay sobrecarga. La tecnologa es fcil de implementar.

Desventajas

RAID 0 no es tolerante a fallos. Si falla una unidad, se pierden todos los datos del array RAID 0. No debe ser utilizado para sistemas de misin crtica.

Uso ideal RAID 0 es ideal para el almacenamiento no crtica de los datos que tienen que ser ledo / escrito a una alta velocidad, como en una estacin de edicin de retoque de imagen o de vdeo.

Si desea utilizar RAID 0 puramente combinar la capacidad de almacenamiento de las unidades twee en un solo volumen, considere el montaje de una unidad en la ruta de la carpeta de la otra unidad. Esto se sustenta en Linux, OS X, as como Windows y tiene la ventaja de que un solo fallo en el disco no tiene impacto en los datos de la segunda unidad de disco o SSD.

RAID-1(mirroring): Este tipo tambin se conoce como reflejo de disco y se

compone de al menos dos unidades que duplican el almacenamiento de datos. No

hay formacin de bandas. Se mejora el rendimiento de lectura desde cualquiera de

los discos, se puede leer al mismo tiempo. El rendimiento de escritura es el mismo

que para el almacenamiento de un solo disco. RAID-1 ofrece el mejor rendimiento

y la mejor tolerancia a fallos en un sistema multi-usuario.

Figura 2.- RAID 1

Ventajas

RAID 1 ofrece una excelente velocidad de lectura y una velocidad de escritura que es comparable a la de una sola unidad.

En caso de que una unidad falla, los datos no son reconstruidos, solo tienen que copiar en la unidad de repuesto.

RAID 1 es una tecnologa muy simple.

Desventajas

La principal desventaja es que la capacidad de almacenamiento eficaz es slo la mitad de la capacidad total de la unidad porque todos los datos se escriben dos veces.

Software RAID 1 soluciones no siempre permiten un intercambio en caliente de un disco defectuoso (lo que significa que no se puede reemplazar mientras el servidor sigue funcionando). Idealmente se utiliza un controlador de hardware.

Uso ideal RAID-1 es ideal para la misin de almacenamiento crtico, por ejemplo, para los sistemas de contabilidad. Tambin es adecuado para pequeos servidores en los que se utilizarn slo dos unidades de datos.

RAID-2: Este tipo utiliza distribucin a travs de los discos con algunos discos de

almacenamiento de comprobacin de errores y correccin (ECC) de la informacin.

No tiene ninguna ventaja sobre el RAID-3.

RAID-3: Este tipo usa bandeado y dedica una unidad a almacenar la informacin de

paridad. El (ECC) informacin comprobacin de errores incorporada se utiliza para

detectar errores. La recuperacin de datos se lleva a cabo mediante el clculo del

OR exclusivo (XOR) de la informacin registrada en las otras unidades. Dado que

una operacin de E / S se dirige a todas las unidades al mismo tiempo, RAID-3 no

puede superponerse I / O. Por esta razn, RAID-3 es mejor para sistemas de un

solo usuario con las aplicaciones de registro de largo.

RAID-4: Este tipo utiliza bandas grandes, lo que significa que puede leer los

registros de alguna sola unidad. Esto le permite tomar ventaja de E/S superpuesta

para operaciones de lectura. Dado que todas las operaciones de escritura tienen

que actualizar la unidad de paridad, aqu la superposicin de E/S es posible. RAID-4

no ofrece ninguna ventaja sobre el RAID-5.

RAID-5: Este tipo incluye una matriz de paridad giratoria, respondiendo as a la

limitacin de escritura en RAID-4. Por lo tanto, todas las operaciones de lectura y

escritura se pueden superponer. RAID-5 almacena la informacin con paridad,

pero no redundantes de datos (pero la informacin de paridad se pueden utilizar

para reconstruir los datos). RAID-5 requiere al menos tres, y por lo general de cinco

discos de la matriz. Es lo mejor para los sistemas multi-usuario en los que el

rendimiento no es crtico o para hacer algunas operaciones de escritura.

Figura 3.- RAID 5

Ventajas

Leer datos de transacciones son muy rpidos, mientras que las transacciones de datos de escritura son un poco ms lento (debido a la paridad que tiene que ser calculado).

Si una unidad falla, usted todava tiene acceso a todos los datos, incluso cuando la unidad que ha fallado est siendo reemplazado y el controlador de almacenamiento reconstruye los datos en la nueva unidad.

Desventajas

Fallos en el disco tienen un efecto sobre el rendimiento, aunque esto es todava aceptable.

Se trata de una tecnologa compleja. Si uno de los discos en un array usando discos de 4TB falla y se sustituye, la restauracin de los datos (el tiempo de reconstruccin) puede tomar un da o ms, dependiendo de la carga en la matriz y la velocidad del controlador. Si otro disco sale mal durante ese tiempo, los datos se pierden para siempre.

Uso ideal RAID 5 es un sistema integral que combina buen almacenamiento eficiente con excelente seguridad y un rendimiento decente. Es ideal para los servidores de archivos y aplicaciones que tienen un nmero limitado de unidades de datos.

RAID-6: Este tipo es similar a RAID-5, pero incluye un segundo esquema de paridad

que se distribuye a travs de diferentes unidades y por lo tanto ofrece

extremadamente alta tolerancia a fallos.

Figura 4.- RAID 6

Ventajas

Al igual que con RAID 5, leer datos transacciones son muy rpidas. Si fallan las dos unidades, usted todava tiene acceso a todos los datos, incluso

cuando las unidades fallidas estn siendo reemplazados. As RAID 6 es ms seguro que el RAID 5.

Desventajas

Transacciones de escritura de datos se retrasan debido a la paridad que tiene que ser calculado.

Fallos en el disco tienen un efecto sobre el rendimiento, aunque esto es todava aceptable.

Se trata de una tecnologa compleja. La reconstruccin de una matriz en la que una unidad no puede llevar mucho tiempo.

Uso ideal RAID 6 es un sistema integral que combina buen almacenamiento eficiente con excelente seguridad y un rendimiento decente. Es preferible sobre RAID 5 en servidores de archivos y aplicaciones que utilizan muchas unidades grandes para el almacenamiento de datos.

RAID-7: Este tipo incluye un sistema operativo embebido en tiempo real como un

controlador, el almacenamiento en cach a travs de un bus de alta velocidad, y

otras caractersticas de un ordenador independiente. Un vendedor ofrece este

sistema.

RAID 10: La combinacin de RAID-0 y RAID-1 se refiere a menudo como RAID-10,

que ofrece un mayor rendimiento que RAID-1, pero a precios ms elevados. Hay

dos subtipos: En + 1, los datos se organizan como las bandas en varios discos RAID-

0, y entonces los conjuntos de discos bandados se reflejan. En RAID-1 + 0, los datos

se refleja y los espejos son de bandas.

Figura 5.- RAID 1+0

Ventajas

Si algo va mal con uno de los discos en una configuracin RAID 10, el tiempo de reconstruccin es muy rpido ya que todo lo que se necesita es copiar todos los datos del espejo sobrevivir a una nueva unidad. Esto puede tomar tan poco como 30 minutos para las unidades de 1 TB.

Desventajas

La mitad de la capacidad de almacenamiento va a la creacin de reflejos, por lo que en comparacin con las grandes RAID 5 o RAID 6 matrices, esta es una manera costosa de tener redundancia.

RAID-50 (o RAID-5 +0): Este tipo consiste en una serie de grupos de RAID-5 y

bandado en RAID-0, para mejorar el rendimiento de RAID-5 sin reducir la

proteccin de datos.

RAID-53 o RAID-5 +3): Este tipo utiliza distribucin (estilo RAID-0) para bloques de

disco virtual de RAID-3. Esto ofrece un mayor rendimiento que el RAID-3 pero a un

costo mucho mayor.

RAID-S (tambin conocido como RAID de paridad): Se trata de un suplente,

mtodo propio para la paridad RAID segmentado de EMC Symmetrix que ya no

estn en uso en el equipo actual. Parece ser similar a RAID-5 con algunas mejoras

de rendimiento, as como las mejoras que vienen de tener un cach de disco de

alta velocidad en la matriz de discos.

RAID no es un sustituto para el back-up!

Todos los niveles de RAID excepto RAID 0 oferta de proteccin de un solo fallo en la unidad. Un sistema RAID 6 an sobrevive 2 discos morir simultneamente. Para mayor seguridad completa usted todava necesita hacer una copia de seguridad de los datos de un sistema RAID.

Ese respaldo ser muy til si todas las unidades fallan al mismo tiempo debido a un pico de energa.

Es una salvaguardia cuando el sistema de almacenamiento es robado. Back-ups pueden mantenerse fuera de las instalaciones en un lugar diferente.Esto

puede ser til en caso de un desastre natural o un incendio destruye su lugar de trabajo.

La razn ms importante hacer una copia de seguridad de varias generaciones de datos es un error del usuario. Si alguien elimina accidentalmente algunos datos importantes y esto pasa desapercibido durante varias horas, das o semanas, un buen conjunto de copias de seguridad asegurarse de que todava se puede recuperar esos archivos.