RAID

Concepto: 

Es un arreglo de varias unidades de discos físicos, al cual el sistema lo reconoce como una sola unidad lógica, con el fin de obtener mayor capacidad de almacenamiento, así como la facilidad de recuperación de la información en el caso de que se produzca un fallo en el sistema.  Una vez que se implementa una tecnología RAID es posible evitar problemas de rendimiento y fiabilidad. 

Para que un conjunto de discos se considere como un arreglo RAID, debe cumplir con  una premisa, si se produce un fallo en un disco, RAID debe mantener el sistema funcionando hasta que el disco defectuoso sea reemplazado. 

Mientras más discos se utilicen para hacer el arreglo RAID la probabilidad de que ocurra un fallo es menor. Se debe tomar en cuenta que este modelo solo permite controlar un total de 90 discos. 

Ejemplos: 

RAID 0: Consiste en hacer striping de los discos con el fin de aumentar la velocidad  en la lectura y escritura de forma lineal al igual que su capacidad. El número mínimo de este tipo es de dos discos, y su capacidad es igual a la suma total de los N discos que conforman el arreglo. 

Este tipo de RAID no tiene tolerancia a fallos, es decir, si un disco falla, lo hace también todo el sistema, por lo que no es completamente un arreglo RAID por falta de redundancia. 

Ejemplo: 

En el supuesto que cuatro discos  tienen una capacidad de 50 GB, al hacer un striping quedaría como uno solo de 200 GB , distribuyendo así los datos entre los dos discos. 

RAID 1: Este tipo de arreglo utiliza el llamado mirroring de los datos para cumplir con su característica de redundancia. En este caso si uno falla se puede seguir trabajando con los datos de respaldo hasta que se reemplace la unidad defectuosa. La velocidad se aumenta considerablemente pero no es tan veloz como en el RAID 0 debido a que debe escribir los datos duplicados en los dos discos. El tiempo de búsqueda se reduce también debido a la duplicación de datos. 

El número mínimo para este arreglo es de dos discos, su capacidad se ve afectada debido a que solo se utilizaría la mitad del total del almacenamiento de los discos. Por otro lado la tolerancia a fallos es de N-1, siendo N la cantidad de discos que se encuentran en el arreglo. La velocidad de lectura es mejor en accesos concurrentes. 

Ejemplo: 

Al tener 8 discos de 100 GB se tendría un total de 800 GB, al hacer el mirroring la capacidad total del disco sería de 400 GB

RAID 5: Tiene como estructura la paridad de bloque distribuida, su velocidad se aumenta al eliminar el cuello de botella del disco de paridad. Es uno de los modelos más utilizados gracias a que se equilibran las cualidades de tolerancia a fallos y el rendimiento.

El número mínimo de discos es de tres, cuya capacidad equivale al 75% del total de los discos empleados en el arreglo. No tiene un límite fijo de números de discos que es posible utilizar, sin embargo se establece uno, ya que si no se lo hace la probabilidad de fallos en el sistema aumenta. 

Ejemplo: 

Al tener tres discos de 1 TB cada uno, al agruparlos con RAID 5, el almacenamiento total sería del 75% de los 3 TB que reunirían, es decir 2.25 TB, el otro 25% restante se utilizaría para realizar la paridad de los datos.  

RAID 01: Este tipo de arreglo consiste en primero realizar un RAID 0 y luego RAID 1, es decir, se debe hacer primero un striping de los discos para después hacer el mirroring de los datos. Con esto consigue fusionar la velocidad y la fiabilidad de ambas configuraciones. 

Su velocidad se aumenta como en RAID 0 y su capacidad es similar a RAID 1, es decir la mitad de lo que en realidad se tiene. 

Los fallos son tolerados dependiendo de la distribución y su concurrencia es igual a RAID 1. 

Ejemplo: 

Al tener cuatro discos de 70 GB cada uno, si se les agrupan de dos en dos haciendo el striping se tienen dos discos de 140 GB cada uno, teniendo un total de 280 GB. Al realizar el mirroring de los datos se termina teniendo un almacenamiento de 140 GB en total. 

RAID 10: Es el contrario del RAID 01, es decir, primero se realiza un mirroring de los datos y después se realiza el striping. Sus características de eficiencia son muy similares en cuanto al espacio que queda disponible y el rendimiento al esquema RAID 01, con la diferencia que este arreglo tiene una tolerancia a los fallos mayor. 

Al producirse un error en un disco el RAID que pertenece reemplaza a ese arreglo, por lo que el nivel de striping sigue funcionando con normalidad. A diferencia del RAID 0 un error no ocasionaría que todo el sistema colapse. 

Ejemplo:

Si se tienen 8 discos de 20 GB cada uno, se realiza un mirroring en primer lugar de los datos, teniendo como resultado dos componentes de datos con 40 GB cada uno. Al seguir el paso de striping se tiene finalmente una unidad con 80 GB de espacio disponible. 

Cabe recalcar que si la capacidad de los discos que se van a implementar en un arreglo RAID tienen distinta capacidad de almacenamiento, se toma como referencia al de menor valor y todas las unidades se ajustan a dicho valor. Si se tienen cuatro discos de 50, 70, 80 y 30 GB, al hacer un arreglo RAID se asume que todos tienen una capacidad de 30 GB. Si se realiza un striping con esos cuatro discos el espacio de almacenamiento total sería de 120 GB mas no de 230 GB como se esperaría. 

El arreglo de tipo RAID más utilizado es el RAID 5 debido a que su tolerancia a fallos es muy alta, y a pesar de eso se utiliza hasta el 75% de la memoria acumulada en el arreglo. Esto lo hace uno de los arreglos más efectivos.