Tudo sobre Raid – O que é e quais os seus tipos?

Quando lidamos com segurança e armazenamento de dados, é comum nos deparamos com o termo RAID. Compreender sua função é importante, pois será capaz de proporcionar segurança para os dados armazenados e manterá o funcionamento do sistema em caso de falha.

Muitos chegam a utilizar os conceitos de RAID, mas não possuem conhecimento do que são e quais seus tipos aplicados. Apresentaremos o conceito de RAID e seus tipos diferentes, para que fique fácil de compreender o funcionamento e tipo que será ideal para cada situação.

O que é RAID?

RAID é a sigla para "Redundant Array of Independent Disks" ou na sua tradução, podemos dizer Matriz Redundante de Discos Independentes. Trata-se da tecnologia que agrupa dois ou mais discos rígidos em arranjos para trabalho conjunto, em computadores, storage NAS e outros sistemas de armazenamento de dados. Assim, ao combinar vários discos rígidos eles formam uma única unidade lógica, os mesmos dados que são armazenados em um disco ficam disponíveis em outro.

Montar arranjos de discos tem como objetivo aumentar a segurança e/ou a performance do sistema de armazenamento.

Em caso de falhas em um disco, os demais irão continuar em pleno funcionamento, evitando interrupção no acesso aos dados, proporcionando segurança e mais desempenho do sistema, funcionando como um mecanismo de redundância.

Quais são os tipos de RAID?

Existem vários tipos de RAID que podem ser usados em sistemas de armazenamento de dados para backup corporativo, cada tipo de arranjo de discos possui características próprias, necessidades de requisitos mínimos em hardware, software e solucionam problemas diferentes.

Alguns tipos são focados em desempenho e outros em segurança. Não existe a “melhor escolha”, pois cada situação e circunstância irá necessitar de um tipo diferente.

Por atenderem aplicações distintas, cada tipo de RAID possui vantagens e desvantagens a serem consideradas.

Os tipos de RAID são RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50 e RAID 60.

RAID 0 - Striping array ou fracionamento

O arranjo de discos RAID 0 é conhecido como “Stripping Array” ou fracionamento, os dados disponíveis são divididos em pequenos segmentos e distribuídos pelos discos.

Utiliza dois ou mais discos rígidos com o propósito de maximizar o desempenho ao armazenar e acessar os dados.

Na configuração RAID 0, tarefas como leitura e gravação são executadas de forma simultânea, sem a necessidade de nenhum cálculo para geração de paridade, entregando maior desempenho e liberando a capacidade total dos discos para armazenamento.

Nessa configuração não há redundância, portanto, o RAID 0 não proporciona tolerância à falhas. Caso algum dos HDs entre em colapso, todos os dados armazenados estarão comprometidos.

O RAID 0 é recomendado para aplicações que demandam alta performance e muita capacidade, mas abrindo mão da segurança dos dados em caso de falha.

Vantagens do RAID 0:

• Rapidez para acessar as informações
• Capacidade elevada
• Alta comunicação entre os discos

Desvantagens do RAID 0:

• Não tem espelhamento
• Não faz paridade de dados
• Não fornece alta segurança para os dados

Número mínimo de HDs: 2

Caso algum dos HDs apresente falha, o arquivo que está dividido pode se tornar irrecuperável.

RAID 1 – Mirroring ou espelhamento de discos

Conhecido como Mirroring ou espelhamento, o RAID 1 é ideal para pequenas empresas e NAS domésticos, sendo implementado com apenas dois discos rígidos.

Nessa configuração é feito o espelhamento de um HD em outro, copiando do disco 1 para o disco 2. Metade da capacidade bruta do arranjo será usada para manter a cópia reserva dos dados em produção, portanto, caso um dos discos falhe, o sistema irá automaticamente começar a trabalhar o segundo disco e comunicará ao administrador de TI que precisará substituir um HD, garantindo o acesso aos dados.

Ao implementar o RAID 1 haverá redução de capacidade bruta, pois as informações serão gravadas integralmente duas vezes. Metade da capacidade total será disponibilizada pelo sistema.

Se ao montar um arranjo com discos de capacidades diferentes, o sistema utilizará a capacidade do menor para dimensionar o tamanho máximo da matriz.

O arranjo em mirror é seguro e barato, porém exige metade do espaço para backup e é mais lento que outros formatos de arranjo.

Escrevendo as informações de forma simultânea nos discos, esse sistema faz uma cópia dos aplicativos e dados em tempo real, sem a intervenção do usuário.

A configuração RAID 1 proporciona segurança para os dados armazenados, pois as informações estarão seguras e online no outro disco, em caso de falha de um disco.

Vantagens do RAID 1:

• Segurança dos dados (em caso de defeito no HD)
• Caso falhe algum setor, é possível recuperar copiando os arquivos do outro HD

Desvantagens do RAID 1:

• Escrita mais demorada
• Redução da capacidade bruta

Número mínimo de HDs: 2

Produtos sugeridos

RAID 5 - Strip Set com paridade

O RAID 5 é conhecido como “Strip Set com paridade”, é muito utilizado em servidores e storages com pelo menos três discos rígidos instalados. Ele cria uma camada de redundância, necessitando de parte da capacidade de armazenamento do sistema para gerar maior segurança aos dados.

Essa configuração funciona criando bits de paridade e gravando-os juntamente com cada um dos bytes. Os bits de paridade são a segurança do sistema, em caso de falha de um dos HDs, através desses bits “adicionais” é possível determinar quais são as partes faltantes, possibilitando a reconstrução dos dados sem perda de informação.

Em RAID 5 ocorre uma leve perda em performance, causada principalmente durante o processo de gravação, uma vez que o sistema precisa calcular os bits de paridade que serão gerados e posteriormente escritos juntamente com os dados originais.

O RAID 5 é recomendado para aplicações com até 8 discos.

Nessa solução, o espaço reservado para segurança dos dados será o equivalente a um disco do arranjo, independente da quantidade total, sendo que todos terão o mesmo espaço sacrificado. Quanto mais drives utilizados no arranjo, menor será o desperdício.

Vantagens do RAID 5:

• Mais rápido para identificar erros
• Leitura rápida
• Maior Segurança

Desvantagens do RAID 5:

• Escrita lenta
• Sistema de controle de discos mais complexo

Número mínimo de HDs: 3

Produtos sugeridos

Raid 6 - Dupla paridade

A solução de RAID 6 possui características próximas ao RAID 5, mas acrescenta dupla paridade às informações gravadas, ou seja, 1 disco a mais para agir como contingência. A segurança atingida através da dupla paridade sacrifica a performance e entrega menor capacidade, quando comparado aos outros arranjos de paridade simples.

É recomendado para conjuntos maiores que quatro discos, pois o sistema necessitará da capacidade proporcional de dois hard disks para armazenar os bits de paridade.

Esses bits de paridade têm objetivo de promover segurança ao sistema, possibilitando a correção de eventuais erros na gravação de informações em qualquer HD do RAID.

Vantagens do RAID 6:

• Possibilidade de falhar 2 HDs ao mesmo tempo sem perda de dados
• Maior segurança comparado ao RAID 5

Desvantagens do RAID 6:

• Escrita lenta
• Sistema de controle de discos mais complexo

Número mínimo de HDs: 4

Produtos sugeridos

RAID 10 -RAID 1+0

O RAID 10 associa o espelhamento de informações (RAID 1) e a gravação em alta performance (RAID 0), por isso é conhecido como RAID 1+0. Para implementação de um arranjo RAID 10 são utilizados pelo menos 4 discos rígidos, onde são criadas combinações de dois ou mais grupos RAID 1 para escrita simultânea (RAID 0).

Para implementar o RAID 10 em um storage NAS é necessário a criação de pelo menos dois subgrupos de hard disks configurados em RAID 1, que ficarão agregados num único pool RAID 0.

O arranjo global permitirá que a gravação de dados aconteça em todos os discos ao mesmo tempo, mantendo cada subgrupo com um disco para produção e outro para espelhamento. Oferece um desempenho superior no momento de transferência dos dados e não compromete a integridade das informações caso ocorra algum problema em um dos HDs.

Em RAID 10 serão necessários pelo menos 2 subgrupos RAID 1 e 4 hard disks, pois cada subgrupo RAID 1 exige dois discos.

Esse arranjo é usado em aplicações que exigem performance como renderização de vídeo 4K, modelagem de sólidos, servidores de arquivos e de banco de dados, armazenamento e backup de máquinas virtuais e animação 3D. Ele proporciona boa segurança de armazenamento, espelhando os dados gravados simultaneamente nos dois discos de cada subgrupo, porém sempre irá consumir metade da capacidade total do arranjo para essa operação e caso dois discos de um mesmo subgrupo falhem, todo o sistema será comprometido.

Vantagens do RAID 10:

• Segurança contra perda de dados
• Pode falhar um ou dois HDs ao mesmo tempo (sem ser do mesmo subgrupo)

Desvantagens do RAID 10:

• Grande número de discos rígidos utilizados em relação aos demais
• Drivers devem ficar em sincronismo de velocidade para ampliar a performance

Número mínimo de HDs: 4

RAID 50 - 5+0

Como o RAID 10, o RAID 50 também combina duas configurações, pelo menos dois arranjos em RAID 5 trabalhando em RAID 0. Esse arranjo necessita pelo menos seis discos para ser implementado, utilizando um disco para paridade em cada subconjunto do sistema.

Na configuração RAID 50, possibilita que o sistema continue operando mesmo que dois hard disks falhem simultaneamente, desde que sejam de subgrupos distintos.

A montagem de arranjos em RAID 50 contribui muito para a performance de sistemas de armazenamento, pois como são usados pelo menos seis HDD por arranjo, a velocidade de escrita e leitura é afetada diretamente pelo número de discos do array. Geralmente quanto mais hard disks, melhor o desempenho e maiores taxas de leitura/escrita são alcançadas.

O RAID 50 pode ser implementado em servidores e storages para executar aplicações como servidor de arquivos, servidor de banco de dados, armazenamento e backup de máquinas virtuais, edição de vídeo e render de animação 3D.

Considerando quantos HDD serão utilizados na montagem de um arranjo, o RAID 50 pode atender bem sistemas com até 12 hard disks.

Vantagens do RAID 50:

• Segurança contra perda de dados
• Pode falhar dois HDs ao mesmo tempo (sem ser do mesmo subgrupo)

Desvantagens do RAID 50:

• Quanto maior for o subgrupo em RAID 5, maior a chance de dois hard disks falharem simultaneamente

Número mínimo de HDs: 6

Produtos sugeridos

RAID 60 - 6+0

O RAID 60 combina as configurações num único pool de discos, RAID 6 e RAID 0.

Esse arranjo necessita de pelo menos 8 hard disks e de dois subgrupos RAID 6 montados no mesmo pool, mantendo dupla paridade por subgrupo. Em relação aos demais arranjos, com a dupla paridade por subgrupo, permite falha simultânea de até dois discos por pool, obtendo maior segurança.

Mas ao implementar dupla paridade em subgrupos com poucos discos, existe uma perda de performance e capacidade disponível, principalmente em arranjos de até 16 discos.

Para instalações onde vários discos são usados no mesmo subgrupo, o RAID 60 é uma alternativa vantajosa, porém é importante ter planos alternativos contra desastres, pois não é fora do normal mais que dois discos falharem simultaneamente no mesmo pool.

Essa configuração é usada em aplicações 24x7 como serviços de internet, bancários, hospitalares e data centers.

Vantagens do RAID 60:

• Segurança contra perda de dados
• Pode falhar dois HDs ao mesmo tempo no mesmo pool

Desvantagens do RAID 60:

• Perda de performance

Número mínimo de HDs: 8

Esses são os tipos de RAID que ajudam na segurança dos dados armazenados em storages e servidores.

Produtos sugeridos

Encontre o arranjo de discos ideal para seu projeto

A Data Storage é especialista em armazenamento de dados, storages NAS e HDs para NAS. Contamos com uma equipe técnica treinada pelos fabricantes e somos revendedores autorizados das marcas Qnap, Seagate, Infortrend e Synology.

Entre em contato conosco para montar uma solução mais viável para as suas necessidades e garanta uma demonstração gratuita.