Cómo funciona RAID. Si quieres saber qué es esta tecnología, cuáles son sus niveles y cómo se instala. Sigue leyendo porque te lo vamos a contar.

Cómo funciona RAID: todo sobre esta tecnología.

¿Qué es la tecnología RAID?

La tecnología RAID (o conjunto redundante de discos independientes) permite construir una unidad de almacenamiento a partir de varios discos duros. La unidad creada tiene una gran tolerancia a fallos y una mayor capacidad / velocidad. La distribución de datos en los distintos discos duros permite aumentar la seguridad y hacer que los servicios asociados sean viables.

Esta tecnología fue creada en 1987 por tres investigadores, Patterson, Gibson y Katz en la Universidad de California. Desde 1992, es la Junta Asesora de RAID la que administra estas especificaciones. Consiste en constituir un disco de gran capacidad (por lo tanto, costoso) con discos más pequeños y más baratos (MTBF -).

¿Cuáles son los niveles principales de un RAID?

Es necesario saber esto para entender cómo funciona RAID . Los discos montados de acuerdo con la tecnología RAID se pueden usar de diferentes maneras, llamadas Niveles de RAID. La Universidad de California ha definido cinco, a los que se han agregado los niveles 0 y 6. Cada uno describe la forma en que los datos se comparten entre los discos. Cada nivel constituye una forma de uso, según el rendimiento, el costo y el acceso a los discos.

  • RAID nivel 0

El nivel RAID 0, llamado rayas (entrelazado o agregado por banda) consiste en almacenar los datos dividiéndolos en el conjunto de los discos. De esta manera, no hay redundancia, por lo que no podemos hablar de tolerancia a fallas. De hecho, en caso de falla de uno de los discos, se perderán todos los datos compartidos en los discos. Sin embargo, dado que cada disco tiene su propio controlador, esta es una solución que ofrece una alta velocidad de transferencia.

RAID 0 es la yuxtaposición lógica (agregación) de los diversos discos duros físicos. En el modo RAID 0, los datos se escriben por bandas (en inglés):

Disco 1
Banda 1
Banda 4
Banda 7
Disco 2
Banda 2
Banda 5
Banda 8
Disco 3
Banda 3
Banda 6
Banda 9

Se habla de un factor de entrelazado para caracterizar el tamaño relativo de los fragmentos (bandas) almacenados en cada unidad física. La tasa de transferencia promedio depende de este factor (cuanto más pequeña sea cada banda, mejor será la tasa). Si uno de los elementos es más grande que los demás, el sistema de relleno de la banda se bloqueará cuando se llene el disco más pequeño.

Por lo tanto, el tamaño final es igual al doble de la capacidad del más pequeño de los dos discos: dos discos 20 Go dan un disco lógico 40 Go y un disco 10 Go usado junto con un disco 27 ​​Go le permitirá obtener un disco lógico 20 Go (17 Go del segundo disco será inutilizable):

Se recomienda utilizar discos del mismo tamaño para hacer RAID 0; de lo contrario, el disco de mayor capacidad no se explotará por completo.

 

  • RAID Nivel 1

La función del nivel 1 es duplicar la información que se almacenará en los distintos discos. Este método se dice reflejo (reflejo) o sombreado (sombreado):

Disco 1
Banda 1
Banda 2
Banda 3
Disco 2
Banda 1
Banda 2
Banda 3
Disco3
Banda 1
Banda 2
Banda 3

De esta forma, se obtiene una mayor seguridad de los datos, porque si uno de los discos tiene un problema, los datos se guardan en el otro. Por otro lado, la lectura puede ser mucho más rápida cuando ambos discos están en funcionamiento. Finalmente, dado que cada disco tiene su propio controlador, el servidor puede continuar funcionando incluso cuando uno de los discos tiene un problema. Por otro lado, la tecnología RAID 1 es muy costosa, ya que utiliza solo la mitad de su capacidad de almacenamiento.

  • RAID Nivel 2

El nivel RAID 2 es obsoleto, ya que propone el control de errores mediante el código de Hamming (códigos ECC – Código de corrección de errores), este último ahora está integrado directamente en los controladores de disco duro.

Esta tecnología consiste en almacenar datos de acuerdo con el mismo principio que RAID 0, pero escribir los bits de control ECC en una unidad separada (generalmente se usan 3 discos ECC para 4 discos de datos).

La tecnología RAID 2 funciona mal, pero por otro lado, tiene un alto nivel de seguridad.

  • RAID Nivel 3

El nivel 3 propone almacenar los datos en forma de bytes en cada disco y dedicar uno de los discos al almacenamiento de un bit de paridad:

Disco 1
Bytes 1
Bytes 4
7 bytes
Disco 2
2 bytes
Bytes 5
8 bytes
Disco 3
3 bytes
Bytes 6
Bytes 9
Disco 4
Paridad 1 + 2 + 3
Paridad 4 + 5 + 6
Paridad 7 + 8 + 9

De esta manera, si uno de los discos falla, sería posible reconstruir la información de los otros discos. Después de la reconstitución o recuperación, los contenidos del disco fallido se integran nuevamente. Por otro lado, si dos discos tienen fallas simultáneamente, sería imposible evitar la pérdida de datos.

  • RAID nivel 4

El nivel 4 es muy similar al nivel 3. La diferencia se encuentra en la paridad, que se hace en un sector, llamado bloque) y no en el bit, y que se almacena en un disco dedicado, es decir, el valor del factor de entrelazado es diferente en comparación con RAID 3:

Disco 1
Bloque 1
Bloque 4
Bloque 7
Disco 2
Bloque 2
Bloque 5
Bloque 8
Disco 3
Bloque 3
Bloque 6
Bloque 9
Disco 4
Paridad 1 + 2 + 3
Paridad 4 + 5 + 6
Paridad 7 + 8 + 9

Por lo tanto, para leer un número reducido de bloques, el sistema no tiene que acceder a múltiples lectores físicos, sino solo a aquellos en los que realmente se almacenan los datos. Por otro lado, el disco que almacena los datos de control debe tener un tiempo de acceso igual a la suma de los tiempos de acceso de los otros discos, para no limitar el rendimiento del conjunto.

  • RAID nivel 5

El nivel 5 es similar al nivel 4, es decir, la paridad se calcula en un sector, pero se extiende sobre el conjunto de discos en el clúster:

Disco 1
Bloque 1
Bloque 4
Paridad 7 + 8 + 9
Disco 2
Bloque 2
Paridad 4 + 5 + 6
Bloque 7
Disco 3
Bloque 3
Bloque 5
Bloque 8
Disco 4
Paridad 1 + 2 + 3
Bloque 6
Bloque 9

De esta manera, RAID 5 mejora en gran medida el acceso a los datos, tanto en lectura como en escritura, porque el acceso a los bits de paridad se extiende a través de los diferentes discos del clúster.

RAID 5 permite lograr rendimientos muy cercanos a los obtenidos con RAID 0, al tiempo que garantiza una tolerancia a fallas muy alta, por lo que es uno de los RAID más interesantes en términos de rendimiento y confiabilidad:

Dado que el espacio en disco es útil en uno de n discos iguales a n-1 discos, es interesante tener una gran cantidad de discos para monetizar RAID 5

 

  • RAID nivel 6

El nivel 6 se ha agregado a los niveles definidos por Berkeley. Define el uso de 2 funciones de paridad y, por lo tanto, tiene su almacenamiento en dos discos dedicados. Este nivel garantiza la redundancia en caso de una falla simultánea de dos discos. Esto significa que se requieren al menos 4 discos para instalar un sistema RAID 6.

JBOD

Este tipo alternativo es bastante simple. Simplemente agrega las capacidades de varios discos duros para obtener una capacidad única de la partición lógica. No obtienes rendimiento ni seguridad. Cuando el primer disco está lleno, él continúa escribiendo en el siguiente disco.

Cómo funciona RAID y cómo elegir un sistema de protección.

Las soluciones RAID preferidas generalmente son RAID nivel 1 y RAID nivel 5. Pero, tenga en cuenta que la elección de una solución RAID cumple con tres criterios:

Seguridad: Las soluciones RAID 1 y 5 ofrecen un alto nivel de seguridad, sin embargo, el método de reconstrucción de los discos varía entre las dos soluciones. En el caso de una falla del sistema, RAID 5 reconstituye el disco faltante a partir de la información almacenada en los otros discos, mientras que RAID 1 opera una copia de disco a disco.

El rendimiento: La solución RAID 1 ofrece un mejor rendimiento que RAID 5 en lectura, pero sufre de operaciones de escritura.

El costo: el costo está directamente relacionado con la capacidad de almacenamiento que debe aplicarse para tener una cierta capacidad efectiva. La solución RAID 5 ofrece un volumen útil que representa del 80 al 90% del volumen asignado (el resto obviamente se usa para el control de errores). La solución RAID 1, por otro lado, ofrece solo un volumen disponible, que representa el 50% del volumen total (ya que la información está duplicada).

Cómo se instala una solución RAID

Existen varios métodos para instalar una solución RAID en un servidor: con un software, que suele ser un controlador del sistema operativo capaz de crear un único volumen lógico con múltiples discos SCSI o IDE.

El modo material utilizando DASD (Dispositivo de almacenamiento de acceso directo), que son unidades de almacenamiento externas que se suministran con su propia potencia. Además, estos materiales están equipados con conectores que permiten el intercambio de discos.

Este material gestiona sus propios discos, por lo que se reconoce como un disco SCSI estándar; con los Controladores de disco RAID que son tarjetas que encajan en ranuras PCI o ISA y le permiten controlar múltiples discos duros.

Hasta aquí todo sobre cómo funciona RAID .