Descripción general de RAID

    RAID es una tecnología que se utiliza para mejorar el rendimiento y la fiabilidad del almacenamiento de datos. Un sistema RAID está formado por dos o más unidades que funcionan en paralelo, ya sean discos duros o SSD (unidades de estado sólido). El RAID se puede clasificar en SoftRAID y HardRAID. En el SoftRAID, la arquitectura de memoria es gestionada por el sistema operativo. En HardRAID, hay un controlador y un procesador dedicados dentro del disco para gestionar la memoria.

Niveles RAID

Los niveles RAID incluyen los niveles RAID básicos (0, 1, 5 y 6) y los niveles RAID en bandas (10, 50 y 60).Las matrices RAID en banda combinan dos o más matrices RAID básicas para proporcionar un mayor rendimiento, capacidad y disponibilidad, superando el número máximo de unidades que admite cada matriz en un controlador RAID específico.

RAID 0

RAID 0 se basa en la distribución de datos, en la que el flujo de datos se divide en múltiples segmentos o bloques, y cada bloque se almacena en un disco diferente. Por lo tanto, cuando el sistema necesita leer los datos, puede leer simultáneamente los datos de todos los discos y combinarlos para reconstruir el flujo de datos completo. La ventaja de este enfoque es que las operaciones de lectura y escritura son significativamente más rápidas, lo que lo hace ideal para situaciones en las que el rendimiento tiene prioridad sobre otras consideraciones. Además, la capacidad total de todo el volumen es la suma de las capacidades de todos los discos individuales.

¿Qué es el striping? Los datos se dividen entre varios discos y se distribuyen de manera uniforme entre todos ellos, lo que evita la sobrecarga de un solo disco. Los datos pueden recuperarse de varios discos a la vez, lo que mejora la velocidad y el rendimiento.

Ventajas

• Los datos se distribuyen entre varias unidades

• El espacio en disco está completamente ocupado

• Se necesitan al menos 2 unidades

• Alto rendimiento

Desventajas

• No admite la redundancia de datos

• No admite tolerancia a fallos

• No hay ningún mecanismo de detección de errores

• El fallo de un solo disco provoca la pérdida total de los datos de la matriz correspondiente

RAID 1

RAID 1 se basa en el concepto de duplicación de datos, según el cual los datos se duplican o clonan en un conjunto de discos idénticos, de modo que, si falla uno de ellos, se puede utilizar otro. Además, mejora el rendimiento de lectura, ya que se puede acceder simultáneamente a diferentes bloques de datos desde todos los discos.

Sin embargo, a diferencia del RAID 0, el rendimiento de escritura se ve reducido, ya que todas las unidades deben actualizarse cada vez que se escriben nuevos datos. Otro inconveniente es que se desperdicia espacio al replicar los datos, lo que aumenta los costes de almacenamiento.

¿Qué es la duplicación de datos? La duplicación de datos en varios discos consiste en almacenar copias de los datos en distintos dispositivos de almacenamiento, lo que además aumenta la redundancia y el rendimiento.

RAID 1 es el tipo de RAID más utilizado, diseñado para mejorar la seguridad de los datos almacenados. Por ejemplo, si se escribe y guarda un archivo en un disco duro, este se guarda automáticamente en los discos duros 2, 3 u otros discos. Esto significa que el sistema ofrece una redundancia total, es decir, que si falla una unidad, la segunda unidad está lista para tomar el relevo.

Ventajas

·Realiza la duplicación de datos, es decir, se copian los mismos datos de una unidad a otra para garantizar la redundancia.

• Altas velocidades de lectura, ya que se puede utilizar cualquier unidad si una de ellas está ocupada

• La matriz sigue funcionando con normalidad aunque falle alguna unidad

• Se necesitan al menos 2 unidades

Desventajas

• Mayor coste (cada unidad requiere una unidad adicional para la duplicación)

• Rendimiento de escritura más lento debido a la necesidad de actualizar todas las unidades

RAID 5

RAID 5 requiere al menos tres unidades y, al igual que RAID 0, distribuye los datos entre varias unidades, pero además cuenta con «paridad» distribuida entre ellas. En caso de que falle una sola unidad, la información de paridad almacenada en las demás unidades se utiliza para reconstruir los datos. El tiempo de inactividad es nulo. Las velocidades de lectura son muy rápidas, pero las de escritura son ligeramente más lentas debido a la necesidad de calcular la paridad. Es ideal para servidores de archivos y aplicaciones con un número limitado de unidades de datos.

El RAID 5 pierde un 33 % del espacio de almacenamiento (con tres unidades) debido a la paridad, pero sigue siendo una configuración más rentable que el RAID 1. La configuración más habitual del RAID 5 utiliza cuatro unidades, lo que reduce la pérdida de espacio de almacenamiento al 25 %. Puede funcionar con hasta 16 unidades.

RAID 5 también se conoce como «striping con paridad distribuida»:

Ventajas

·Distribución de datos por bloques con paridad distribuida

·La paridad se distribuye entre los discos de la matriz

·Alto rendimiento

·Rentable

·Se necesitan al menos 3 unidades

Desventajas

• La recuperación puede tardar más tiempo en caso de fallo de un disco, ya que es necesario calcular la paridad a partir de todas las unidades disponibles

• No admite fallos simultáneos en las unidades

RAID 6

RAID 6 utiliza bloques de paridad dobles para lograr una mayor redundancia de datos que RAID 5, lo que aumenta la tolerancia a fallos hasta permitir dos fallos de disco en la matriz. Cada disco tiene dos bloques de paridad, que se almacenan en discos diferentes de la matriz. RAID 6 es una infraestructura muy práctica para mantener sistemas de alta disponibilidad.

RAID 6 es una buena opción para servidores web estándar, en los que la mayoría de las operaciones son de lectura, pero no se recomienda para entornos de escritura, como los servidores de bases de datos.

RAID 6 también se conoce como «striping» con paridad distribuida doble:

Ventajas

·Descodificación a nivel de bloque con paridad distribuida DUAL

·Crea 2 bloques de paridad

·Puede soportar dos fallos simultáneos de disco en la matriz

·Mayor tolerancia a fallos y redundancia

·Requiere al menos 4 unidades

Desventajas

• El coste puede ser un factor

• La escritura de datos tarda más debido a la paridad doble

RAID 10 (RAID 1+0)

RAID 10 combina RAID 1 y RAID 0 en orden inverso. A veces se denomina RAID «anidado» o «híbrido», ya que ofrece lo mejor de ambos mundos: el rápido rendimiento de RAID 0 y la redundancia de RAID 1. En esta configuración, varios bloques RAID 1 se interconectan para funcionar como RAID 0. Se utiliza cuando se requiere tanto un alto rendimiento de disco (superior al de RAID 5 o 6) como redundancia.

Ventajas

·Sin paridad

·Realiza la distribución de datos en RAID 0 y la duplicación en RAID 1

·El striping se realiza antes del mirroring

·La capacidad disponible es n/2 * tamaño del disco (n = número de discos)

·El número de unidades necesarias debe ser un múltiplo de 2

·Alto rendimiento en la lectura de datos

Desventajas

• Alto coste, ya que cada unidad requiere una unidad adicional

• No se utiliza el 100 % de la capacidad del disco, ya que la mitad se destina a la duplicación

• Escalabilidad muy limitada

RAID 50

RAID 50 se compone de dos o más matrices RAID 5, que forman una matriz distribuida similar a RAID 0. En comparación con la configuración del mismo número de matrices RAID 5, ofrece un mayor rendimiento de acceso y una protección de datos más sólida. Una sola matriz equivalente a RAID 5 se denomina «subconjunto» o «submatriz», y se pueden configurar tres o más subconjuntos.

RAID 50 se puede implementar en servidores y matrices para ejecutar diversas aplicaciones, como servidores de archivos, servidores de bases de datos, almacenamiento y copias de seguridad de máquinas virtuales, edición de vídeo, renderización de animaciones 3D, etc.

RAID 50 también se conoce como «striped con paridad distribuida»:

Ventajas

·Reduce el tiempo de reconstrucción

·Mejora el rendimiento de la redundancia

·Mejora el rendimiento del acceso

Desventajas

·Requiere más de 6 unidades

·Reduce la eficiencia de la instalación

·Redundancia limitada

RAID 60

RAID 60 (también conocido como RAID 6+0) combina varios conjuntos RAID 6 (distribución de datos con doble paridad) con RAID 0 (distribución de datos). La paridad doble permite que fallen dos unidades en cada matriz RAID 6, mientras que el striping mejora la capacidad y el rendimiento sin necesidad de añadir unidades a cada matriz RAID 6.

Al igual que el RAID 50, las configuraciones RAID 60 pueden admitir 8 o más unidades, pero solo son adecuadas para configuraciones con 16 o más unidades. La capacidad útil del RAID 60 oscila entre el 50 % y el 88 %, dependiendo del número de unidades de datos que haya en el grupo RAID.

Tenga en cuenta que todas las configuraciones de múltiples ramas mencionadas anteriormente, disponibles para RAID 10 y RAID 50, también lo están para RAID 60. Por ejemplo, para 36 unidades, puede tener un RAID 60 con cada rama conteniendo 18 unidades, o un RAID 60 con tres ramas, cada una conteniendo 12 unidades.

RAID 60 es similar a RAID 50, pero ofrece mayor redundancia, lo que lo hace adecuado para servidores con capacidades extremadamente grandes, especialmente aquellos que no realizan copias de seguridad de los datos (por ejemplo, servidores de videovigilancia que gestionan un gran número de cámaras).

RAID 60 también se conoce como «striped across zones» con paridad distribuida doble:

Ventajas

·Cada matriz RAID 6 del grupo puede soportar dos fallos de disco, lo que la hace muy segura.

·Es muy amplio y rentable, teniendo en cuenta que este nivel RAID solo se utilizaría si se dispusiera de un gran número de unidades.

Desventajas

• Requiere un gran número de unidades

• Ligeramente más caro que el RAID 50 debido a la pérdida de más unidades para los cálculos de paridad

Comparación de niveles RAID

La elección de los niveles RAID depende de los siguientes factores:

• Rendimiento en lectura

• Rendimiento en escritura

• Tolerancia a fallos

• Disminución del rendimiento de la matriz (en los niveles RAID con tolerancia a fallos)

• Capacidad de almacenamiento efectiva