Quais são os tipos de Sistemas RAID?

O que é um RAID?

A palavra vem de um acrônimo em inglês, RAID “Redundant Array of Independent Disks“, ou seja, Conjunto Redundante de Discos Independentes. Em termos simples, é uma forma especial de organizar vários discos rígidos para que trabalhem em conjunto, proporcionando mais segurança ou rapidez no processamento de dados do que se trabalhassem individualmente.

 

Onde estão os RAID?

Podes encontrar arranjos RAID principalmente em servidores de grandes empresas, corporações, entidades governamentais e em empresas com elevada necessidade de dados. No entanto, as pequenas e médias empresas também utilizam dispositivos que internamente possuem RAID, como os NAS!

     

Curiosamente, podes construir o teu próprio RAID com um computador antigo e pouco potente, pois o que importa são os discos e como eles se relacionam entre si.

 

Quais são os tipos de Sistemas RAID?

Ou de outra forma, que tipos de Arranjo RAID podemos encontrar principalmente?

A forma como os discos rígidos são conectados entre si é o que determina o tipo de RAID e, por conseguinte, a segurança e velocidade do sistema RAID. Também a quantidade de capacidade “perdida” na paridade ou segurança do arranjo RAID.

Neste artigo, analisaremos os tipos de RAID mais conhecidos. Cada um oferece diferentes níveis de segurança, velocidade e tolerância a falhas. A escolha do tipo de RAID depende principalmente da capacidade económica, do que podemos investir nele, pois quanto mais seguro, mais discos são necessários e o custo aumenta exponencialmente. Assim, temos que ter em conta também o tipo de informação que se deseja proteger, o acesso a ela, por tempo e velocidade, número de utilizadores acedendo simultaneamente e o nível extra de segurança que queremos dar ao sistema RAID.

 

Arranjo RAID ZERO, também denominado STRIPING

O RAID ZERO, conhecido como “striping“, requer um mínimo de 2 discos. Distribui os dados entre ambos os discos de forma equitativa, ficando 50% dos dados num disco e os outros 50% noutro disco, se for um RAID 0 de 2 discos. No caso de ser um RAID 0 de 10 unidades, cada unidade teria 10% de todos os sectores em uso da informação recebida pelo sistema.

A vantagem é a grande velocidade de escrita que apresenta, oferecendo o maior rendimento de todas as opções possíveis. Contudo, não deve ser utilizado para dados críticos, pois não possui redundância nem tolerância a falhas. Qualquer falha num dos discos resulta na perda total dos dados, perda de TODOS OS DADOS.

 

 

O RAID ZERO está recomendado para aplicações que priorizam o desempenho em etapas de produção, como design gráfico, 3D e edição de vídeo, especialmente com um orçamento limitado.

 

Arranjo RAID 1, também denominado ESPELHO ou MIRRORING

Este arranjo RAID é o mais usado atualmente, usa apenas duas unidades, normalmente iguais.

O que se escreve no disco 1, duplica-se no disco 2, tudo, instantaneamente, por isso se denomina ESPELHO, porque cada disco é uma cópia exata do outro disco.

É uma configuração muito segura, em caso de falha de um disco, o sistema continua a funcionar sem perda de dados com o segundo disco, mas é necessário substituir imediatamente o disco que falhou.

 

O RAID 1 está recomendado para servidores de nível básico com 2 discos rígidos, pequenas bases de dados ou aplicações que requerem redundância completa de dados.

 

Arranjo RAID 5

O RAID 5 é um sistema já profissional, sendo o padrão para iniciar soluções profissionais de armazenamento. Requer um mínimo de 3 discos e é amplamente utilizado em servidores devido à sua combinação de velocidade, desempenho e segurança.

 

Utiliza paridade de dados na escrita, fazendo com que toda a informação seja acessível mesmo com a falha de uma unidade do arranjo RAID. Pode reconstruir os dados por paridade se um disco falhar, mas se falharem mais de um… há perda irremediável de dados. Outra desvantagem é o tempo de reconstrução longo e a degradação do desempenho durante este processo.

É o mais recomendado para servidores de média e pequena dimensão que necessitam de alto desempenho e redundância de dados.

 

 

Arranjo RAID 6

Semelhante ao RAID 5, o RAID 6 é uma evolução mais profissional e segura do anterior, mas requer um mínimo de 4 discos e pode tolerar a falha de dois discos. Oferece alta redundância de dados, mas com menor desempenho em operações de escrita devido aos dois cálculos de paridade.

 

 

• Tolerância a falhas: O RAID 6 é um dos protocolos mais confiáveis para conservar os dados em caso de falha do sistema. Além disso, é a única configuração de armazenamento até à data que pode suportar duas falhas de disco consecutivas.
• Isolamento de falhas: É mais fácil isolar as falhas e substituir a unidade, já que tanto o firmware da unidade como a dupla paridade têm acesso aos dados. Desta forma, pode substituir as unidades defeituosas sem necessidade de desligar o sistema.
• Velocidade de leitura: A velocidade de leitura é semelhante à de outras configurações de matrizes. É um múltiplo do número de unidades ativas do sistema. Por exemplo, uma matriz RAID 6 com 8 unidades terá o dobro da velocidade de leitura que uma com 4 unidades.
• Velocidade de escrita: Uma configuração RAID 6 reduz a velocidade de escrita para 1/6 da velocidade padrão do disco. Isto deve-se ao facto de ser necessário anexar dois octetos de reserva a cada bloco de dados. Portanto, mesmo que escreva os dados a toda a velocidade (todos os discos ao mesmo tempo), a velocidade é n-2 (onde n é o número de discos), que é inferior à de todas as outras configurações RAID.
• Eficiência do espaço: Devido à necessidade de dois discos à prova de falhas e à adição de octetos de backup adicionais a cada segmento de dados, o RAID 6 não é muito eficiente em termos de espaço para poucas unidades, mas é altamente recomendado para arranjos de mais de 8 unidades e até às 32 unidades máximas que suporta de uma vez.

 

Pode alcançar uma eficiência espacial máxima de 93,75%.

 

Arranjo RAID 10 (1+0)

O RAID 10 é um tipo de RAID que combina RAID 1 e RAID 0, daí o seu nome, um mais zero.

Esta configuração de usar duas Arrays, Arranjos ou Matrizes, é denominada ANIDADA, porque um RAID está dentro de outro RAID. A primeira matriz, a de entrada, divide os dados em blocos (RAID 0) e depois cria uma imagem em espelho em dois RAID 0 separados (RAID 1). Importante ter em conta que não é o mesmo que o RAID 0+1, que funciona ao contrário, criando primeiro a imagem em espelho dos dados e depois dividindo-os em blocos.

 

 

O desempenho do RAID 10 é o melhor, pois o sistema pode ler e escrever dados muito mais rapidamente, graças aos blocos de dados organizados previamente. A redirecionação de cada bloco torna-os mais acessíveis, reduzindo o esforço do processador do sistema e diminuindo a RAM necessária para as operações internas. Como cada bloco tem uma imagem em espelho armazenada noutra unidade, a falha de uma unidade não provoca uma falha do sistema. Ainda assim, o RAID 10 tem menos tolerância a falhas do que outras configurações, como o RAID 5 e o RAID 6.

Recomendado para Servidores WEB, bases de dados, servidores de jogos, correio eletrónico, análise e transmissão de meios.

 

RAID 50 (5+0) e RAID 60 (6+0)

Estas duas configurações combinam um RAID 0 com um RAID 5 ou um RAID 6, proporcionando maior robustez à segurança dos dados e melhorando o desempenho de leitura. A tolerância a falhas aumenta, mas o custo e a complexidade técnica também aumentam exponencialmente.

 

 

O RAID 50 requer um mínimo de 6 discos, e o RAID 60, um mínimo de 8 discos. Ambos oferecem maior tolerância a falhas, mas com maior custo e complexidade.

 

Comparativa de Tipos de RAID

Tipo de RAID	Segurança	Velocidade	Característica
RAID 0	NÃO TEM	Alta	Ideal para tarefas que requerem alta velocidade (mín. 2 discos)
RAID 1	BOA	Moderada	Recomendado para dados críticos (mín. 2 discos)
RAID 5	MUITO ALTA	Moderada a alta	Bom equilíbrio entre desempenho e segurança (mín. 3 discos)
RAID 6	EXCELENTE	Moderada	Alta tolerância a falhas (mín. 4 discos)
RAID 10	EXCELENTE	Alta	Ideal para alta velocidade e segurança (mín. 4 discos)

Escolha do RAID Adequado

Escolher o tipo de RAID adequado depende das suas necessidades específicas de desempenho e segurança. Se precisas de alta velocidade e não se preocupa com a perda de dados, o RAID 0 pode ser uma opção. Para maior segurança e redundância, RAID 1, 5, 6 ou 10 seriam mais adequados, dependendo da quantidade de discos e do nível de tolerância a falhas que necessita. Lembre-se que, apesar da segurança que alguns tipos de RAID oferecem, é sempre recomendável realizar cópias de segurança regulares dos seus dados.

Para uma configuração ótima e aconselhamento especializado, considere consultar especialistas em armazenamento de dados. Mantenha os seus dados seguros e acessíveis com a configuração RAID adequada às suas necessidades.