Sistemas RAID

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Sistemas de almacenamiento RAID

Que són? Redundant Array of Independent Disks es una tecnologia de virtualizacion de almacenamiento de datos que combina de 2 a más discos, tanto magnéticos (HDD) como de estado sólido (SDD), en una sola unidad lógica con el fin de crear una redundancia de datos, lo que nos proporciona mas seguridad o aumento de tasa de transferencia (velocidad) o en cierto tipos de RAID, nos proporciona ambas cosas.

Como funciona este sistema? Los datos se distribuyen a lo largo de los discos de manera diferente denominadas como niveles de RAID, dependiendo del nivel de redundancia o aumento de tasa de transferencia que necesitemos. Los distintos niveles se denominan como RAID seguido de un numero ( RAID 0, RAID1, etc). Cada nivel provee un balance de pros y contras según nuestras necesidades. Todos los niveles de RAID por encima de 0, sin ser este incluido, proveen proteccion contra sectores no recuperables y errores de lectura además del completo fallo de disco. Además de esto, existen 3 maneras de obtener el sistema RAID, por hardware "Hardware RAID", por software "Software RAID" y por firmware "Firmware RAID".

Historia: El término RAID fue inventado por David

Patterson, Garth A. Gibson y Randy Katz en la universidad de Berkeley,

California en 1987. En concepto sin embargo, existen (o al menos en

parte) desde 1977, en 1983 la compañía DEC empezó a suministrar sistemas

de discos RA8X (ahora conocido como RAID 1) y en 1986 IBM registró una

patente que se convertiría en lo que hoy en día es RAID 5. Conforme la

tecnología se hacía más presente en la industria, la palabra que

representa “I” en el acrónimo, paso a ser “Independent (independiente)”

en vez de “Inexpensive (no caro o, lo más probable en esos tiempos,

asequible)”.

Hasta hace unos años, RAID era algo no

solo común si no esencial y exclusivo por su coste a nivel

industrial, donde raro era ver un servidor o sistema de cualquier tipo

que no usase esta tecnología en un nivel u otro. Hoy en día sin embargo

donde SATA es el estándar e IDE ha desaparecido, se ha vuelto una

tecnología donde, a niveles básicos, es barata de fabricar por lo que

gran parte de placas base de consumo la incluyen a un nivel u otro

Niveles a usar Existen diferentes niveles o tipos de sistema RAID a utilizar, pero solo explicaremos los más usados hoy por hoy. Existen de tres tipos: Convencionales 0,1,2,3,4,5,5E,6E. Híbridos o Anidados 0+1, 1+0 (o 10), 30, 50, 100, 10+1. Propietarios 50EE, Double Parity, 1.5, 7, S ( o Parity RAID), Matrix, Linux MD RAID 10, IBM ServerRAID 1E, Z.

RAID 0

Consiste en usar 2 o má discos en (in) stripe (en raya, o seguidos). Sea cual sea el sistema operativo que estemos usando, detectará tales discos como una sola unidad a nivel lógico del tamaño de almacenamiento de todos los dicos juntos y con mayor velocidad. La formula para saber dicha velocidad es:

Velocidad del disco mas lento * cantidad de discos - 5% total

A diferencia de sus hermanos RAID 0 no ofrece seguridad o redundancia, sino que ofrece velocidad por lo que si uno de sus discos muere, no solo perderemos la informacion contenida sino que si no tenemos algun sistema especial no podremos recuperar la información del resto de los discos asignados a este nivel puesto que los archivos estarán incompletos (RAID 0 no discrimina sobre que bit va en que disco ya que recordemos que usa la unidad lógica como si solo fuese un solo disco). Por esto es que aunque el RAID 0 nos incremente la velocidad de manera significativa, no se recomienda usar mas de 2 discos en RAID 0 por los riesgos que conlleva de perdida de datos en caso de fallo de disco.

Como apunte final, al usar RAID 0 para aumentar la velocidad, como usa la velocidad del disco mas lento como base, no se recomienda hacer RAID 0 con HDD y SSD puesto que se malgasta la velocidad nativa de los SSDs. Hay que intentar siempre hacer RAID 0 siempre con discos que tengan una velocidad sino igual, que sea parecida.

RAID 1

Nivel básico de redundancia de discos. Hace falta 2 o más discos para hacer RAID 1 pero siempre tendrá que ser una cantidad de discos par. Al usar RAID 1 perdemos uso de uno de cada 2 discos. Nuestro SO verá una sola unidad lógica del tamaño del disco con menos capacidad y con velocidad del disco más lento de los discos que tengamos asignados en RAID 1.

Cada bit que se escriba se escribe simultáneamente en todos los discos

que formen parte del RAID 1 por lo que si un disco sufre errores de

lectura o tiene sectores dañados no afectará al uso de nuestro equipo,

es más, si uno de los discos muere completamente, podremos seguir usando

nuestro equipo como si no pasase nada, simplemente se nos avisará de

que X disco debe ser reemplazado lo antes posible.

Este sistema nos protege en caso de perdida de información o fallo de disco a costa de no tener acceso a la capacidad de almacenamiento de la mitad de los discos que usemos. RAID 1 puede sobrevivir a la muerte instantánea de hasta la mitad de los discos asignados, en tal caso, simplemente reemplazamos los discos muertos y sincronizamos el sistema. Hoy poy hoy esto se puede hacer sin tener que apagar el equipo gracias al "hot plug" del que dispone SATA (siempre que lo tengamos activo en bios/uefi) y es este el mas usado para servidores básicos.

Como en el caso de RAID 0, conviene usar discos de la misma velocidad ya que tambien se basa en la velocidad del disco mas lento con la diferencia de que en RAID 0 tenemos altibajos dependiendo de que disco usemos mientras que en RAID 1 siempre irá a la misma velocidad, la del disco mas lento. Además tenemos que considerar que tenemos que utilizar discos del mismo tamaño ya que escribirá en el disco con menor capacidad, si por ejemplo tenemos un HDD de 500GB y otro de 1TB, RAID 1 usará el disco de 500GB.

RAID 5

Apenas tocaré este sistema debido a que contiene varias placas de consumo, hoy por hoy simplemente no es recomendable por tener un coste escritura incrementado muy alto, reduciendo considerablemente la vida de nuestros discos. Su intención original es ampliar el funcionamiento de RAID 1 con un coste menor en discos a nivel de discos consumidos no de dinero, en lo que a redundancia y uso de almacenamiento se refiere.

En pocas palabras, RAID 5 requiere de 3 discos como mínimo, al igual que en RAID 1, es un sistema de redundancia, pero como partida a favor no perdemos el 50% del almacenamiento, si no solo el 33%.

RAID Híbrido (0+1 y 1+0)

Es en esencia es un RAID de 2 niveles RAID juntos. Nos centramos en RAID 0 y RAID 1. Por un lado tenemos la velocidad y atractivo (sobre todo en SSDs) que

nos ofrece RAID 0 pero siempre tendremos ese pequeño miedo de que si uno

de los discos que forman parte de nuestro RAID 0 muere, perdemos la

información en todos los que formen parte de tal. Por otro lado tenemos

la paz mental que nos aporta RAID 1 pero el lastre de no ganar en

velocidad y “perder” como tal el uso de uno de los discos ya que está

siempre ahí como una forma de “backup”. De esto sale el “genial, si,

genial, para que vamos a negarlo” RAID Híbrido que nos proporciona en un

solo RAID las ventajas de ambos, y solo alguna desventaja, no todas.

Dentro de este tipo de RAID tenemos 2 tipos

RAID 0+1 crea 2x

sistemas de RAID 0 siguiendo las reglas que nos suponen los RAID 0

(velocidad y capacidad sin redundancia) pero añadiendo el factor “1 o

Espejo” que nos permite dar redundancia a un sistema que normalmente no

tendría).

Este sistema puede sostener una o más

pérdidas en uno de los 2 sistemas RAID 0 que componen un RAID 0+1,

incluso la totalidad de los discos que componen uno de los 2 RAID 0,

pero si se pierden discos (cualquier cantidad) en ambos RAID 0, perdemos

la totalidad de los datos (y ahí el lado malo que le toca por parte de

RAID 0). En resumen, tendríamos que perder un disco en cada RAID 0 que

compone nuestro RAID 0+1 a la vez. Aunque muy poco probable, no es

imposible y debido a este riesgo, este nivel se ha dejado de usar mucho a

nivel empresarial.

RAID 1+0 (o

simplemente, RAID 10) es, en lo que a mí respecta, el ideal puesto que

nos ofrece algo parecido a 0+1 pero con menos desventajas. 1+0. A

diferencia de 0+1 crea un RAID 0 entre conjuntos de RAID 1 (no un RAID 1

entre 2 RAID 0). Al igual que en 0+1, obtenemos ese incremento de

velocidad, eso sí, algo meno pero pueden morir discos siempre y cuando

no sean todos los discos de uno de los RAID 1.

Su uso ideal sería RAID 1 de 4 discos +

RAID 1 de 4 discos dándonos así la capacidad de 4 discos con la

velocidad de 2 de estos discos en RAID 0 (siguiendo la fórmula de tal

mencionada en la explicación de 0) con la seguridad de que es

increíblemente improbable de que mueran los 4 discos de uno de los RAID 1

de golpe (si mueren 2 y 2, 3 y 1 o cualquier cantidad menor, podremos

seguir trabajando como si nada).

Un ejemplo ideal para uso personal

serían 8 SSD de 256Gb en 1+0 dándonos así 1Tb de capacidad usable, 1Gb/s

de transferencia y seguridad de que tendríamos que ser la persona con

la peor suerte del mundo para perder nuestros datos por fallo de disco.

RAID 2 (obsolet)

8 bits, un disco por cada bit.

RAID 3

Utiliza la redundancia ciclica, ya habia uno que hacia lo mismo y mejor, asi que ya no se usa.

RAID 4

RAID 6

Como los tipos 5 pero con mas de 12 discos.

RAID J.B.O.D. (Just Bunch Of Disc)

Son muchos discos, y se trata de que cuando hay un disco lleno pasa al siguiente, no hay redundancia.

No siempre esta disponible

Software

para windows : discos dinamicos

para linux: LVM