RAID: Conceito e Tipos

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RAID significa em português Conjunto Redundante de Discos Independentes/Econômicos (inglês: Redundant Array of Independent/Inexpensive Drives) que tem como objetivos aumentar a velocidade de acesso aos dados através de uma divisão de dados (data stripping ou RAID 0), aumentar a segurança através de espelhamento (mirroring ou RAID1) e até aumentando a capacidade total, podendo estas técnicas serem utilizadas de forma isolada ou em conjunto.

A idéia do RAID é criar uma unidade lógica que identifica os discos como se fossem um só no sistema.

Vejamos abaixo os tipos de RAID existentes e suas características principais.

Níveis de RAID

RAID 0

RAID 0

Aqui utiliza-se a técnica de stripping, onde os dados serão armazenados de forma dividida nos discos. Quando se utiliza este tipo de RAID, os discos serão vistos como se fossem um único no sistema.

Seu funcionamento básico consiste na divisão do arquivo que está sendo armazenado seguindo o tamanho configurado no sistema chamado de “chunk size” ou “strip size”.

Se você utilizar 4 HDs de 1 TB cada, você terá 4 TB como se fossem um único disco, sem redudância. Como não há esta redundância, sua segurança é falha, já que se um dos discos der problema, você perderá seus arquivos.

Vale lembrar que as velocidades dos HDs serão somadas neste tipo de RAID. Por exemplo, se você tiver 2 HDs com uma velocidade de leitura ou gravação de 50 mb/s, você terá 100 mb/s ao utiliza o RAID 0.

Normalmente utilizado com aplicações com grande volume dados, como os de CAD, tratamento de imagens e de vídeos.

Características:

  • Aumenta a capacidade de armazenamento – Soma-se o tamanhos dos HDs, desde que eles tenha o mesmo tamanho. Caso contrário, serão utilizados o somatório do tamanho do HD com menor tamanho;
  • Alta velocidade de acesso aos dados – Soma-se a velocidade de leitura e gravação sequêncial dos HDs, desde que eles tenham a mesma velocidade. Caso contrário, serão utilizados o somatório das velocidades de acordo com o de menor velocidade. Normalmente tem um ganho de 50%;
  • Não há segurança quanto a perda de dados por não ter redundância (espelhamento, ou mirroring). Se um HD falhar, os dados dos HDs serão perdidos;
  • Baixo custo;

RAID 1

RAID 1

A característica principal aqui é o espelhamento “mirroring” dos dados nos discos. O espelhamento funciona com no mínimo 2 discos, ou sempre com HDs em número par, onde os dados que são gravados em um disco, é copiado exatamente igual para o segundo disco que serve como um “backup”. Caso um dos discos falhe ou seja removido, os dados continuam preservados no outro HD e o sistema pode continuar funcionando normalmente.

Se você utilizar 6 HDs de 1 TB cada, você enxergará no sistema apenas 3 TB, pois os outros 3 TB do espelhamento ficam invisíveis para o usuário.

Este tipo é normalmente utilizado em servidores de arquivos.

Características:

  • Segurança dos dados é boa em relação ao RAID 0;
  • Caso haja uma falha em um setor do HD, basta copiar o setor defeituoso do segundo disco para o primeiro;
  •  Custo elevado em relação ao RAID 0;
  • Tempo de acesso e gravação mais lento devido a replicação dos dados;

RAID 2

Este tipo é similar ao RAID 0 e ainda utiliza Error Correcting Code (ECC), que é a informação de controle de erros, no lugar da paridade. Atualmente esta tecnologia é obsoleta, pois os HDs  já vem com esta correção internamente.

RAID 3

RAID 3

Semelhante ao RAID 5 por utilizar paridade, por isso utiliza-se pelo menos 3 discos, onde um deles serve apenas para guardar as informações de paridade.

No caso de uma falha de drive, ela provê correção total de erros de um bit, uma vez que a posição do bit defeituoso é conhecida. Se um drive falhar, o controlador apenas finge que todos os seus bits são “zeros”. Se uma palavra apresentar erro de paridade, o bit que vem do drive extinto deve ter sido um “um”, portanto, é corrigido. Isso aumenta a confiabilidade dos dados gravados. Ou seja, se algum dos discos avariar, a paridade pode ser imediatamente utilizada para reconstituir o seu conteúdo.

 Características:

  • Leitura e escrita rápida;
  • Boa confiabilidade devido ao controle de erros;
  • Montagem difícil via software;

RAID 4

Semelhante ao RAID 3, mas utiliza bloco de dados maiores. Sempre que os dados são escritos no array, as informações são lidas do disco de paridade e um novo dado sobre paridade deve ser escrito para o respectivo disco antes da próxima requisição de escrita ser realizada. Por causa dessas duas operações de I/O, o disco de paridade é o fator limitante do desempenho total do array. Por este motivo, seu uso é mais indicado em sistemas que priorizam a leitura de dados, ou seja, que realizam muito mais consultas do que gravação.

Características:

  • Taxa de leitura rápida;
  • É possível aumentar a área dos discos;
  • Gravação lenta;
  • Caso haja falha, é mais difícil reconstituir os dados em relação ao RAID 1;
  • Tecnologia obsoleta;

RAID 5

RAID 5

Similar ao RAID 4, mas com melhorias quanto às problemáticas dele. Os bits de paridade são distribuídos em todos os discos e não em um único, dando um melhor desempenho em relação ao RAID 4 e ainda uma tolerância a falhas.

Seu desempenho é igual ao do RAID 4, com exceção nas leituras sequenciais, que reduzem a eficiência dos algoritmos de leitura por causa da distribuição das informações sobre paridade.

Caso haja falha, haverá uma redução na disponibilidade de ambos os dados e a paridade, até a recuperação do disco que falhou, causando assim uma degradação na velocidade de leitura e escrita.

Caso utilize 4 HDs de 1 TB cada, você terá 3 TB de dados e 1 TB de bits de paridade.

Características:

  • Maior rapidez no tratamento de erros;
  • Leitura rápida;
  • Escrita não tão rápida, mas melhor que o RAID 4;
  • Sistema complexo de controle de HDs;
  • Não há necessidade da quantidade de discos ser par;

RAID 0+1 ou RAID 10

RAID 10

Neste tipo de RAID, é necessário no mínimo 4 discos. Se você entendeu o conceito do RAID 0 e do RAID 1, ficará fácil entender este, pois aqui há uma combinação de ambos, sendo isto chamado de “RAID híbrido”.

Cada nível do RAID terá no mínimo 2 discos, ou seja, 2 discos no nível 0 para fazer a divisão dos dados (data stripping) e 2 discos no nível 1 para o espelhamento (mirroring). Desta forma, teremos a junção das vantagens de cada um: redundância e desempenho.

Características:

  • Segurança contra perda de dados (redundância);
  • Pode falhar um ou dois HDs ao mesmo tempo;
  • Alto custo de expansão do hardware;
  • Os discos devem estar em sincronismo para ter o máximo desempenho;

Referências:
– http://pt.wikipedia.org/wiki/RAID
– http://www.clubedohardware.com.br/artigos/651
– http://www.infowester.com/raid.php
– http://www.hardware.com.br/livros/hardware/raid.html

Sou bacharel em Sistemas de Informação pela Estácio de Sá (Alagoas), especialista em Gestão Estratégica da Tecnologia da Informação pela Univ. Gama Filho (UGF) e pós-graduando em Gestão da Segurança da Informação pela Univ. do Sul de Santa Catarina (UNISUL). Tenho interesse por todas as áreas da informática, mas em especial em Gestão, Segurança da Informação, Ethical Hacking e Perícia Forense. Sempre disposto a receber sugestões de assuntos para criar uma postagem.

2 Responses to “RAID: Conceito e Tipos”

  1. Flavio Rocha disse:

    Boa Diego!

    Mas há um detalhe, O RAID 10 ou 1+0 é composto de espelhamento (RAID 1) mais distribuição (RAID 0), conforme sua última ilustração.
    No título você escreve RAID 0+1, o que não corresponde a ilustração pois o RAID 01 ou 0+1 o primário é a distribuição RAID 0 (striping) e o secundário espelhamento (mirror) RAID 1, exatamente o oposto do RAID 10.

    Na prática o ordem fará diferença no quão escalar for a base de dados.

    Abraço,
    Flavio

  2. Junior disse:

    Otimo Artigo! Obrigado por compartilhar o conhecimento!

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