Los RAID y sus tipos.

¿Qué son los Raid de disco?

Un RAID (del inglés Redundant Array of Independent Disks) es un conjunto de discos duros que se combinan para formar una matriz de discos que el sistema operativo reconoce como una sola unidad lógica en la que se almacenan los datos de forma distribuida y redundante, mejorando así la seguridad de los datos que almacenas en ellos.

Uno de los usos más habituales para los sistemas RAID son los servidores, donde se utiliza esta combinación de discos para evitar la pérdida de los datos almacenados. De ese modo, aunque uno de los discos falle, la información no se pierde y puede ser reemplazado para continuar almacenando funcionando. Otro uso habitual de las configuraciones RAID lo encontramos en los sistemas de almacenamiento NAS.

Nota: Un sistema NAS es un dispositivo de almacenamiento conectado a una red que permite almacenar y recuperar los datos en un punto centralizado para usuarios autorizados de la red y multiplicidad de clientes.

¿A qué se refiere dicho termino?

La finalidad de un sistema RAID de discos es la de proteger los datos en caso de que un disco duro falle, o en algunos casos tiene como función principal mejorar la velocidad de lectura de varios discos que conforman un único volumen.

Tipos de RAID.

RAID 0 – striping.

RAID 1 – mirroring.

RAID 3

RAID 5 – striping with parity.

RAID 6 – striping with double parity.

Matrices RAID anidadas:

RAID 0+1

RAID 1+0

RAID 5+0

-Primero ¿Cómo funciona RAID?

RAID funciona al colocar los datos en varios discos y permitir que las operaciones de entrada / salida (E / S) se superpongan de manera equilibrada, lo que mejora el rendimiento. Debido a que el uso de múltiples discos aumenta el tiempo medio entre errores (MTBF), el almacenamiento de datos de forma redundante también aumenta la tolerancia a fallos.

Las matrices RAID aparecen en el sistema operativo (SO) como un único disco duro lógico. RAID emplea las técnicas de duplicación de disco o creación de bandas de disco. La replicación copia datos idénticos en más de una unidad, dividiendo las particiones de cada disco en unidades que van desde unidades de un sector (512 bytes) hasta el orden de megabytes. Las franjas de todos los discos se intercalan y se tratan en orden.

-Definición de los tipos de RAID

-RAID 0 – (striping / rayado).

Esta configuración tiene división, pero no redundancia de datos. Ofrece el mejor rendimiento, pero sin tolerancia a fallos.

Un RAID 0 (también llamado conjunto dividido, volumen dividido, volumen seccionado) distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos (usualmente se ocupa el mismo espacio en dos o más discos) sin información de paridad que proporcione redundancia. Es importante señalar que el RAID 0 no era uno de los niveles RAID originales y que no es redundante. El RAID 0 se usa habitualmente para proporcionar un alto rendimiento de escritura ya que los datos se escriben en dos o más discos de forma paralela, aunque un mismo fichero solo está presente una vez en el conjunto. RAID 0 también puede utilizarse como forma de crear un pequeño número de grandes discos virtuales a partir de un gran número de pequeños discos físicos.

Ventajas.

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

-Se utiliza toda la capacidad de almacenamiento, no hay sobrecarga.

-La tecnología es fácil de implementar.

Desventajas.

La principal desventaja es que la capacidad de almacenamiento efectiva es solo la mitad de la capacidad total del disco porque todos los datos se escriben dos veces.

-RAID 1 – (mirroring / reflejando).

También conocido como duplicación de disco, esta configuración consta de al menos dos unidades que duplican el almacenamiento de datos. No hay stripping. El rendimiento de lectura es mejor ya que cualquiera de los dos discos puede leerse al mismo tiempo. Sin embargo, el rendimiento de escritura es el mismo que para el almacenamiento en un solo disco.

Un RAID 1 clásico consiste en dos discos en espejo, lo que incrementa exponencialmente la fiabilidad respecto a un solo disco; es decir, la probabilidad de fallo del conjunto es igual al producto de las probabilidades de fallo de cada uno de los discos (pues para que el conjunto falle es necesario que lo hagan todos sus discos).

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 falle, los datos no tienen que reconstruirse, solo deben copiarse en la unidad de reemplazo.

-RAID 1 es una tecnología muy sencilla.

Desventajas.

La principal desventaja es que la capacidad de almacenamiento efectiva es solo la mitad de la capacidad total del disco porque todos los datos se escriben dos veces. Las soluciones de RAID 1 no siempre permiten un intercambio en caliente de una unidad dañada.

-RAID 3

Un RAID 3 divide los datos a nivel de bytes en lugar de a nivel de bloques . Los discos son sincronizados por la controladora para funcionar al unísono. Este es el único nivel RAID original que actualmente no se usa. Permite tasas de transferencias extremadamente altas. Un RAID 3 necesitaría un mínimo de tres discos, utilizando uno para datos de paridad. En estos se copian los datos en distribución RAID 0 en los 2 primeros discos, sin embargo, en el tercer disco, se crea el byte de paridad. Esto quiere decir que si por ejemplo perdemos un byte de uno de los discos, siempre podremos recuperarlo mediante el byte de paridad que se ha generado anteriormente.

Ventajas.

–Proporciona una alta disponibilidad del arreglo.

– Proporciona además una tasa de transferencia elevada.

Desventajas.

– Cuando se realizan procesos de lectura y escritura de los datos, los 3 discos funcionan de manera simultánea, por lo cual, no se pueden hacer varios procesos al mismo tiempo.

-RAID 5 – (striping with parity / rayado con paridad).

Un RAID 5 (también llamado distribuido con paridad) es una división de datos a nivel de bloques que distribuye la información de paridad entre todos los discos miembros del conjunto. El RAID 5 ha logrado popularidad gracias a su bajo coste de redundancia.

Ventajas.

-El IOA reconstruye automáticamente los datos perdidos después de una anomalía de disco.

-El sistema sigue funcionando después de una sola anomalía de disco.

-Es posible sustituir una unidad de disco anómala sin que haga falta detener el sistema.

Desventajas.

-El fallo de un segundo disco provoca la pérdida total del volumen.

-RAID 6 – (striping with double parity / rayado con doble paridad).

Esta técnica es similar a RAID 5, pero incluye un segundo esquema de paridad que se distribuye a través de las unidades en la matriz. El uso de paridad adicional permite que la matriz continúe funcionando incluso si dos discos fallan simultáneamente. Sin embargo, esta protección adicional tiene un coste. Las matrices RAID 6 tienen un mayor coste por gigabyte (GB) y, a menudo, tienen un rendimiento de escritura más lento que las matrices RAID 5.

Ventajas.

Al igual que RAID 5

-El IOA reconstruye automáticamente los datos perdidos después de una anomalía de disco.

-El sistema sigue funcionando después de dos anomalías de disco.

-Es posible sustituir dos unidades de disco anómalas sin que haga falta detener el sistema.

Desventajas.

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

Matrices RAID anidadas: RAID 0+1, RAID 1+0 y RAID 5+0

Ya hemos comentado que los sistemas RAID se comportan como unidades lógicas independientes, por lo que es posible crear una matriz de RAID combinando diferentes matrices de RAID como unidades de disco. Son los llamados RAID anidados.

Algunos de los más conocidos son las matrices RAID 0+1, RAID 1+0. Ahora que ya conoces los principales tipos de RAID, comprenderás mejor cómo se pueden combinar para crear nuevas matrices.

-RAID 0+1

El sistema de RAID 0+1 (o RAID 01) consiste en la utilización de dos matrices de RAID 0 para crear una matriz de RAID 1, con lo cual se aumenta el rendimiento, manteniendo una mayor tolerancia a los fallos ya que los datos de una de las matrices RAID 0 se duplican en otra matriz de las mismas características.

-RAID 1 0 – (combining mirroring and striping / combinando espejo y rayas).

RAID 10 (RAID 1 + 0): Combinando RAID 1 y RAID 0, este nivel a menudo se denomina RAID 10, que ofrece un mayor rendimiento que RAID 1, pero por un coste mayor. En RAID 1 + 0, los datos se duplican y los espejos se dividen.

-RAID 5+0

El sistema RAID 5 también cuenta con una variante anidada, en la que se combina la fiabilidad del RAID 5 con la velocidad de acceso del RAID 0.

El RAID 5+0 (o RAID 50) conserva la gran tolerancia a los fallos del RAID 5, mejorando la velocidad de acceso a cada disco mediante una matriz RAID 0 que mantiene conectadas un mínimo de tres matrices de RAID 5.

Las ventajas de un RAID 0+1 y 1+0:

Mayor velocidad de lectura y escritura. Goza de las ventajas de un RAID 0.

Tolerancia a fallos. Se beneficia de las características propias de un RAID 1 aunque la tolerancia a fallos de un RAID 1+0 será mayor a la de un 0+1.

Las desventajas de un RAID 0+1 y 1+0:

Mayor coste de implementación. Se precisan, al menos, de cuatro discos.

Mayor desaprovechamiento de almacenamiento. Frente a un RAID 5, la pérdida de espacio de almacenamiento es mayor a pesar de que sendos niveles poseen tolerancia a errores.

¿Qué es una SAN o NÁS?

Tanto SAN (Storage Area Network / Storage Area Network) como NAS (Network Attached Storage / Almacenamiento conectado a la red) son soluciones de almacenamiento en red. En términos generales, un NAS es un único dispositivo de almacenamiento que opera sobre los archivos de datos, mientras que un SAN es una red local de múltiples dispositivos que operan en bloques de disco.