RAID
¿Que es RAID?
RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)es
una forma de almacenar los mismos datos en
distintos lugares (por tanto de modo
redundante) en múltiples discos duros. Al colocar
los datos en discos múltiples, las operaciones I/O
(input/output, de entrada y salida) pueden
superponerse de un modo equilibrado,
mejorando el rendimiento del sistema. Dado que
los discos múltiples incrementan el tiempo
medio entre errores (Mean Time Between
Failure, MTBF), el almacenamiento redundante
de datos incrementa la tolerancia a fallos.
RAID
En un sistema de un solo usuario donde se
almacenan
grandes
registros
(como
imágenes médicas o de otro tipo), las bandas
generalmente se establecen para ser muy
pequeñas (quizá de 512 bytes) de modo que un
solo registro esté ubicado en todos los discos y
se pueda acceder a él rápidamente leyendo
todos los discos a la vez.
Funcionamiento del RAID
Básicamente el RAID es un sistema el cual permite
almacenar información en una cantidad de discos
(n), de tal forma que agilice el proceso maquinadisco.
El sistema RAID evitará en lo más posible la pérdida
de data de la siguiente manera:
• Los discos optimizados para RAID poseen circuitos
integrados que detecta si el disco está fallando, de
ser así este circuito se encargará por encima del
tiempo real de sacar la información y almacenarla
en los otros discos, o si es el caso en el "hot spare".
Un hot spare es un disco que permanece siempre en el
sistema esperando a que otro se estropee y él entre
directamente en funcionamiento.
VENTAJAS:
• El sistema RAID tiene la posibilidad de trabajar con los
discos hot swap, de conectarlos y desconectarlos en
"caliente", es decir, que si un disco falla no hará falta el
apagar el sistema para remplazarlo.
• Reconstrucción y Regeneración Cuando un disco falla
la información redundante en los discos y los datos en
los discos buenos son usados para regenerar la
información de disco averiado.
¿Porqué usar RAID?Las operaciones de I/O a disco
son relativamente lentas, primordialmente debido a
su carácter mecánico. Una lectura o una escritura
involucra, normalmente, dos operaciones. La
primera es el posicionamiento de la cabeza
lecto/grabadora y la segunda es la transferencia
desde o hacia el propio disco.
• El posicionamiento de la cabeza está limitado por
dos factores: el tiempo de búsqueda (seek time)
y el retardo por el giro del disco hasta la posición
de inicio de los datos (latencia rotacional). La
transferencia de datos, por su parte, ocurre de a
un bit por vez y se ve limitada por la velocidadde
rotación y por la densidad de grabación del
medio
• Striping Es el acto de unir dos o más discos
físicos en un solo disco lógico con el fin de
dividir los datos entre los diferente discos para
ofrecer una significativa mejora en el
rendimiento del conjunto de los discos.
• Mirroring
Tipos de RAID
Hay al menos nueve tipos de RAID además de un
grupo no redundante(RAID-0)
RAID-0. Esta técnica tiene bandeado pero no tiene
redundancia de datos. Ofrece el mejor rendimiento
pero no tolerancia a los fallos.
.
RAID 0: Este tipo de arreglo utiliza una técnica llamada
"striping", la cual distribuye la información en bloques
entre los diferentes discos. Es el único nivel de RAID que no
duplica la información, por lo tanto no se desperdicia
capacidad de almacenamiento. Se requieren mínimo dos
discos.
Unidades de disco duro mínimas requeridas: 2
Ventajas: Los datos se dividen en partes iguales y se
escriben en los discos duros. El acceso a los datos es más
rápido y eficiente.
Desventajas: Si una unidad falla, se pierden todos los datos
debiendo restaurar a partir de una copia de seguridad
adicional.
RAID-1.
Este tipo también se conoce como creación de discos
espejo y consiste de al menos dos discos duros que
duplican el almacenamiento de datos. No hay
bandeado. El rendimiento de la lectura se mejora pues
cualquiera de los dos discos puede leerse al mismo
tiempo. El rendimiento de escritura es el mismo que el
del almacenamiento en un solo disco. El RAID-1
proporciona el mejor rendimiento y la mejor tolerancia
a fallos en un sistema multiusuario.
RAID 1
Unidades de disco duro mínimas requeridas: 2
Ventajas: Los mismos datos se copian de forma
idéntica en todas las unidades de disco duro. Si
una de las unidades falla, no afectará a la
integridad de los datos.
Desventajas: El volumen disponible se limita a la
capacidad de almacenamiento de una unidad de
disco duro.
• RAID-2. Este tipo usa bandeado en todos los discos, con
algunos de estos dedicados a almacenar información de
verificación y corrección de errores (error checking and
correcting). No tiene ninguna ventaja sobre el RAID-3.
• RAID-3. Este tipo usa bandeado y dedica un disco al
almacenamiento de información de paridad. La
información de verificación de errores (ECC) incrustada se
usa para detectar errores. La recuperación de datos se
consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información
registrada en los otros discos. Dado que una operación I/O
accede a todos los discos al mismo tiempo, el RAID-3 no
puede traslapar I/O. Por esta razón, el RAID-3 es mejor para
sistemas de un solo usuario con aplicaciones que contengan
grandes registros.
• RAID-4. Este tipo usa grandes bandas, lo cual
significa que podemos leer registros de
cualquier disco individual. Esto nos permite
aprovechar la I/O traslapada para las
operaciones de lectura. Dado que todas las
operaciones de escritura tienen que actualizar
el disco de paridad, no es posible la
superposición I/O para ellas. El RAID-4 no
ofrece ninguna ventaja sobre el RAID-5.
• RAID-5. Este tipo incluye un grupo rotatorio de paridad,
con lo que resuelve las limitaciones de escritura en
RAID-4. Así, todas las operaciones de lectura y escritura
pueden superponerse. El Raid 5 almacena información
de paridad pero no datos redundantes (aunque la
información de paridad puede usarse para reconstruir
datos). El RAID-5 exige al menos tres y usualmente
cinco discos en el conjunto. Es mejor para los sistemas
multiusuario en los cuales el rendimiento no es
crítico, o que realizan pocas operaciones de escritura.
RAID 5
Unidades de disco duro mínimas requeridas: 3
Ventajas: Ofrece 1 unidad de disco duro de
redundancia. Los datos se dividen y guardan en
múltiples discos con un bit de comprobación de
paridad aplicable a cada dato. Si una unidad falla, el
bit de comprobación de paridad garantizará la
integridad de los datos.
Desventajas: La capacidad de almacenamiento de 1
unidad se reserva para la comprobación de
integridad de los datos y por consiguiente, apenas
afecta al tamaño del volumen disponible.
• RAID-6. Este tipo es similar al RAID-5, pero
incluye un segundo esquema de paridad
distribuido por los distintos discos y por tanto
ofrece tolerancia extremadamente alta a los
fallos y las caídas de disco.
RAID 6
Unidades de disco duro mínimas requeridas: 4
Ventajas: Ofrece 2 unidades de disco duro de
redundancia. Los datos se dividen y guardan en
múltiples discos con un bit de comprobación de
paridad aplicable a cada dato. El bit de
comprobación de paridad garantiza la integridad
de los datos.
Desventajas: La capacidad de almacenamiento de
2 unidades se reserva para la comprobación de
integridad de los datos y por consiguiente, a
penas afecta al tamaño del volumen disponible.
• RAID-7. Este tipo incluye un sistema operativo
incrustado de tiempo real como controlador,
haciendo las operaciones de caché a través de
un bus de alta velocidad y otras características
de un ordenador sencillo.
• Pero de todos estos los que más destacan son
los niveles 0,1,3,5, y 10 o RAID 01. Todos los
demás vienen siendo variaciones de estos
últimos. En la siguiente página explicaremos
más a fondo las ventajas y la forma de
configuración de estos últimos niveles.
Niveles RAID anidados
Los niveles RAID anidados más comúnmente
usados son:
• RAID 0+1: Un espejo de divisiones
• RAID 1+0: Una división de espejos
• RAID 30: Una división de niveles RAID con
paridad dedicada
• RAID 100: Una división de una división de
espejos
• RAID 10+1: Un Espejo de espejos
RAID 0+1
• Un RAID 0+1 (también llamado RAID 01, que
no debe confundirse con RAID 1 es un RAID
usado para replicar y compartir datos entre
varios discos. La diferencia entre un RAID 0+1
y un RAID 1+0 es la localización de cada nivel
RAID dentro del conjunto final: un RAID 0+1 es
un espejo de divisiones
RAID 1+0
• Diagrama de una configuración RAID 10.
• Un RAID 1+0, a veces llamado RAID 10, es
parecido a un RAID 0+1 con la excepción de
que los niveles RAID que lo forman se invierte:
el RAID 10 es una división de espejos
RAID 10
Unidades de disco duro mínimas requeridas: 4
Ventajas: Ofrece las ventajas de ambos RAID 0 y
RAID 1: eficacia en el acceso a los datos y
protección mediante creación de reflejo.
Desventajas: El volumen disponible es la mitad de
la capacidad de almacenamiento total de la unidad
de disco duro.
RAID 100
• RAID 100.
• Un RAID 100, a veces llamado también RAID
10+0, es una división de conjuntos RAID 10. El
RAID 100 es un ejemplo de «RAID cuadriculado»,
un RAID en el que conjuntos divididos son a su
vez divididos conjuntamente de nuevo.
RAID 30
El RAID 30 o división con conjunto de
paridad dedicado es una combinación de un
RAID 3 y un RAID 0.
El RAID 30 proporciona tasas de
transferencia elevadas combinadas con una
alta fiabilidad a cambio de un coste de
implementación muy alto. La mejor forma de
construir un RAID 30 es combinar dos
conjuntos RAID 3 con los datos divididos en
ambos conjuntos.
RAID 30
El RAID 30 trocea los datos en bloque más
pequeños y los divide en cada conjunto
RAID 3, que a su vez lo divide en trozos aún
menores, calcula la paridad aplicando
un XOR a cada uno y los escriben en todos
los discos del conjunto salvo en uno, donde
se almacena la información de paridad. El
tamaño de cada bloque se decide en el
momento de construir el RAID.Etc.
RAID 50
Un RAID 50, a veces llamado también RAID 5+0,
combina la división a nivel de bloques de un
RAID 0 con la paridad distribuida de un RAID 5,
siendo pues un conjunto RAID 0 dividido de
elementos RAID 5