Tutorial completo sobre RAID

Saiba o que é, para que serve e, como se configura.

O que é RAID?

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disk) ou Arranjo Redundante de Discos Independentes, que é um meio de se criar um sub-sistema de armazenamento composto por vários discos individuais, com a finalidade de ganhar segurança e desempenho.

O RAID foi proposto em 1988 por David A. Patterson, Garth A. Gibson e Randy H. Katz na publicação “Um Caso para Conjuntos de Discos Redundantes Econômicos (RAID)”. Publicado na Conferência SIGMOD de 1988: pp. 109–16.

.Esta tecnologia começou a ser usada em servidores, podendo proporcionar maior segurança aos arquivos e Sistemas Operacionais e aumentando a capacidade e/ou velocidade de acesso a dados.

A implementação da RAID pode ser por Hardware ou Software.

Uma boa parte das Placas-Mãe já vem com implementação de RAID por Hardware.

A partir do Windows 2000 pode-se criar RAID via software, essa opção tem em todos Windows Server.

Pode ser criada com qualquer tipo de HD: IDE, SATA ou SCSI.

Tipos de RAID mais usados:

RAID 0, RAID 1, RAID 0+1 e RAID 5.

Também o RAID 3 e 4 que não são muito usados, para falar a verdade hoje em dia os mais usados são o RAID 1 e RAID 5.

Regras para implementação do RAID:

Para implementação do RAID são necessários discos do mesmo tamanho, pois caso contrário a área do disco menor será usada para implementação. Também é aconselhável a mesma velocidade para ter melhor desempenho, pois no caso de discos com velocidades diferentes, você ficará preso ao disco mais lento.

RAID 0.
A implementação do RAID 0, não vai satisfazer o quesito de redundância. Esse modo cria discos virtuais, para distribuir os dados entre todos os discos e com isso você vai ganha um considerável ganho de desempenho. Então se você tiver 2 discos de 80GB, você vai ter uma área útil de 160GB.

Ex. 4 Hds de 80GB = 1 de 320GB de área útil.

Este tipo de implementação vai utilizar o máximo disponível de discos no sistema, mas não vai  garantir redundância e de fato vai aumentar as chances do disco virtual falhar!

Ex. Se você tiver 4 Discos em RAID 0, Você terá quatro vezes mais chances de falhar do que um único disco, sem contar que a recuperação de dados se necessária será extremamente mais cara e complexa por estarem os dados espalhados em todos os discos.

Muitos acham que não tem problema em usar RAID 0, pois não tem arquivos importantes e tem sempre o backup. Devemos lembrar que não só os arquivos que serão protegidos e sim todo o sistema e levando em conta a dor de cabeça se um dos discos falhar. Tudo bem que você pode estar apenas com um disco e se ele falhar vai dar no mesmo se estiver em RAID 0, mas lembre-se que em RAID 0 são duas vezes maiores as chance de falha.

Resumo RAID 0
Vantagens: Aumento considerável de desempenho.
Desvantagens: Se um dos discos falhar o sistema para.

RAID 1
RAID 1 é conhecido como espelhamento, pois a idéia é espelhar as informações em um segundo disco. O sistema vai gravar os dados ao mesmo tempo nos dois discos.

Implementar RAID 1 protege os dados, pois caso um dos discos falhe, o sistema continua funcionando normalmente.

O uso do RAID 1 necessita de dois discos, pois como já foi dito acima um para o sistema normal e outro para espelhar o primeiro. Vamos dizer um HD clone em tempo real.

A desvantagem do RAID 1 é o custo, pois você vai ter dois Discos e a área útil de apenas 1.

Ex. Dois Hds de 80GB em RAID 1 = 80GB de área útil.

Resumo RAID 1
Vantagens: Redundância, se um dos discos falhar, o sistema continua funcionando.
Desvantagens:

  1. Você vai precisar de 2 Hds, mas só vai usar a área útil de um.
  2. Reduz um pouco o desempenho da escrita, pois o mesmo dado é gravado nos discos que estiverem em RAID 1.

 RAID 0 + 1
Nessa implementação, você vai unir o conceito do RAID 0 e RAID 1, tendo ao mesmo tempo ganho de desempenho e redundância. Esse tipo de implementação é mais usado para servidores de arquivos e bando de dados, mas pode ser usado em casa.

O problema de usar RAID 0 + 1, é o custo alto que você vai ter com HDs, pois no mínimo vai ter que comprar 4 Hds.

Ex.: 2 Discos para RAID 0 e 2 Discos para RAID 1, pois como no RAID 0, dois dicos viram um só, você vai precisar de mais dois para usar o RAID1, pois esses dois vão espelhar os outros dois em RAID 0.

Resumo RAID 0+1
Vantagens: Os dados são protegidos e você tem desempenho também.
Desvantagens: Vai necessitar de mais discos e com isso um custo maior.

RAID 5
RAID5 é conhecida com data guarding ou strip set com paridade. Essa implementação cria informações a partir de cálculos booleanos feitos com o dado útil (a informação a ser gravada no disco), gravando essa paridade em um dos discos e de forma distribuída.

Para implementação do RAID 5, será preciso, no mínimo de 3 discos sendo que um é para paridade.

Exemplo:

Imagine a seguinte situação: o dado consiste em dois números, sendo que na primeira gravação o dado tem valor 24 e na segunda gravação o dado tem valor 35. a paridade neste exemplo é calculada pela soma dos valores gravados no disco 1 e no disco 2. logo, no disco de paridade teremos o resultado 6(2+4) e 8 (5+3)

OBS. Como não estou conseguindo deixar alinhado os valores abaixo dos seus títulos então eles podem ser identificados pela 4.

Dado | Disco 1 | Disco 2 | Disco 3 Paridade |
24           2              4                6 (2+4)
35           3              5                8 (3+5)

Agora imaginemos que um dos discos falhou, por exemplo, o disco 1.

Neste caso, o sistema é capaz de gerar o dado por meio da operação inversa (no exemplo, a subtração) entre a paridade e o dado presente no disco 2.

Dado calculado | Disco 1 | Disco 2 | Disco 3 (paridade) |
2(6-4) 4                 Falha          4              6 (2+4)
3(8-5) 5                 Falha          5              8 (3+5)

Esse é um pequeno exemplo didático, mas essa operação é bem mais complexa do que uma soma e uma subtração! Está implementação dessa forma é chamada de RAID 4 na qual a paridade é sempre gerada num mesmo disco.

Só que foi percebido que esse disco de paridade tinha uma vida útil inferior em relação aos outros discos. E como não é bom ficar trocando os discos dos servidores, foi criado o RAID 5 que grava a paridade alternando o disco no qual a paridade é gravada.

A paridade é gravada ora no disco 1 e ora no disco 2, (isso no caso de 3 discos).

Se você tiver seis discos em RAID 5 sua área útil será de 6-1

Ex. 6 discos de 80GB sua área útil será 80GB (6-1) = 80GB x 5 = 400GB

Ou seja, você vai ter um disco virtual de 400GB com redundância a falhas, pois se um dos discos falharem, o sistema continua funcionando e disponibilizando os dados contidos nesse disco.

Vantagens: O desempenho de leitura é sensivelmente maior do que o espelhamento RAID 1, em operações normais.

Desvantagens:

O desempenho de gravação de dados é reduzido devido ao cálculo de paridade.

Se um disco falhar, o desempenho de leitura cai, pois devido à reconstrução necessária.

Resumo.

O Uso do RAID 5 é muito usado em servidores de arquivos, banco de dados. Web, emails…

Infelizmente é muito difícil encontrar RAID 5 em placas-mãe de uso doméstico, a saída seria a compra de um controladora RAID offboard.

Espero que tenham gostado e entendido.

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Sobre atahd

Técnico em recuperação de dados nos sistemas operacionais Linux, Windows e Macintosh. Técnico em Informática e Rede.
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2 respostas para Tutorial completo sobre RAID

  1. William disse:

    Matéria muito boa. Ajudou a exclarecer algumas dúvidas que tinha em relação ao cálculo de paridade.

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