RAID - Redundate Array of Independent

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RAID - Redundate Array Of independent Conteúdo 1. RAID - Redundate Array Of independent..............................1 2. RAID 0 (zero) - Striping............................................2 3. RAID 1 - Mirroring..................................................3 4. RAID 0+1 e RAID 10..................................................4 5. RAID 5 - Paridade...................................................4 6. RAID 6..............................................................5 7. RAID 2, 3 e 4.......................................................6 8. RAID 2..............................................................6 9. RAID 3..............................................................6 10. RAID 4............................................................ 6 11. JBOD (Just a Bunch Of Disks)......................................6 12. Implementação de RAID............................................. 7 1. RAID - Redundate Array Of independent Trata-se, basicamente, de uma solução computacional que combina vários discos rígidos (HDs) para formar uma única unidade lógica de armazenamento de dados. Uso de vários discos de armazenamentos que operam independentemente e em paralelos para obtenção de uma maior recurso, várias capacidade de armazenamento. Com o uso de vários discos existe a possibilidade de se trabalhar com redundância. Existem 7 níveis, onde cada um designa arquiteturas distintas que partilham 3 características diferentes. O conjunto de discos Físicos em RAID é visto como um único DISCO pelo sistema operacional. Os dados são distribuídos pelos drivers físicos de um Array (ordem). Para implementação do RAID são necessários discos do mesmo tamanho, pois caso contrário à área do disco menor será usada para implementação. Em poucas palavras, no que se refere a RAID, trata-se de fazer com que o sistema operacional enxergue o conjunto de HDs como uma única unidade

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Resumo sobre Raid e os seus principais tipos e padrões.

Transcript of RAID - Redundate Array of Independent

RAID - Redundate Array Of independentContedo1.RAID - Redundate Array Of independent12.RAID 0 (zero) - Striping23.RAID 1 - Mirroring34.RAID 0+1 e RAID 1045.RAID 5 - Paridade46.RAID 657.RAID 2, 3 e 468.RAID 269.RAID 3610.RAID 4611.JBOD (Just a Bunch Of Disks)612.Implementao de RAID7

1. RAID - Redundate Array Of independentTrata-se, basicamente, de uma soluo computacional que combina vriosdiscos rgidos (HDs)para formar uma nica unidade lgica de armazenamento de dados. Uso de vrios discos de armazenamentos que operam independentemente e em paralelos para obteno de uma maior recurso, vrias capacidade de armazenamento. Com o uso de vrios discos existe a possibilidade de se trabalhar com redundncia. Existem 7 nveis, onde cada um designa arquiteturas distintas que partilham 3 caractersticas diferentes. O conjunto de discos Fsicos em RAID visto como um nico DISCO pelo sistema operacional. Os dados so distribudos pelos drivers fsicos de um Array (ordem). Para implementao do RAID so necessrios discos do mesmo tamanho, pois caso contrrio rea do disco menor ser usada para implementao.Em poucas palavras, no que se refere a RAID, trata-se de fazer com que o sistema operacional enxergue o conjunto de HDs como uma nica unidade de armazenamento, independente da quantidade de dispositivos que estiver em uso. Fazer com que vrias unidades de armazenamento trabalhem em conjunto resulta em muitas possibilidades: Se um HD sofrer danos, os dados existentes nele no sero perdidos, pois podem ser replicados em outra unidade (redundncia); possvel aumentar a capacidade de armazenamento a qualquer momento com a adio de mais HDs; O acesso informao pode se tornar mais rpido, pois os dados so distribudos a todos os discos; Dependendo do caso, h maior tolerncia a falhas, pois o sistema no paralisado se uma unidade parar de funcionar; Um sistema RAID pode ser mais barato que um dispositivo de armazenamento mais sofisticado e, ao mesmo tempo, oferecer praticamente os mesmos resultados.2. RAID 0 (zero) - StripingTambm conhecido comoSTRIPING(fracionamento), o nvelRAID 0 aquele onde os dados so divididos em pequenos segmentos e distribudos entre os discos. Trata-se de um nvel que no oferece proteo contra falhas, j que nele no existe redundncia. Isso significa que uma falha em qualquer um dos discos pode ocasionar perda de informaes para o sistema todo, especialmente porque "pedaos" do mesmo arquivo podem ficar armazenados em discos diferentes.O foco do RAID 0 acaba sendo o desempenho, uma vez que o sistema praticamente soma a velocidade de transmisso de dados de cada unidade. Assim, pelo menos teoricamente, quanto mais discos houver no sistema, maior a sua taxa de transferncia. No difcil entender o porqu: como os dados so divididos, cada parte de um arquivo gravada em unidades diferentes ao mesmo tempo. Se este processo acontecesse apenas em um nico HD, a gravao seria uma pouco mais lenta, j que teria que ser feita sequencialmente.

Por ter estas caractersticas, o RAID 0 muito utilizado em aplicaes que lidam com grandes volumes de dados e no podem apresentar lentido, como tratamento de imagens e edio de vdeos.STRIPPING Este nvel de RAID refere-se a um Array de discos onde os dados esto divididos em Faixas. No existe redundncia para tolerncia a Falhas. Todos os discos so visto como um nico Disco pelo S.O. Os dados so divididos em segmentos Consecutivos (STRIPES) e distribudos atravs de cada disco. O STRIPES oferece um melhor desempenho do que um disco individual. Se o volume de Dados for muito grande prefervel vrios pequenos discos em paralelos. Apresenta tima velocidade por no apresentar sobrecarga associada com clculos de Paridade ou tcnicas de Recuperao de dados. No existe Redundncia, mas apresenta tima velocidade; No pode ser removido nenhum HD3. RAID 1 - MirroringORAID 1, provavelmente, o modelo mais conhecido. Nele, uma unidade "duplica" a outra, isto , faz uma "cpia" da primeira, razo pela qual o nvel tambm conhecido comoMIRRORING (ESPELHAMENTO). Com isso, se o disco principal falhar, os dados podem ser recuperados imediatamente porque existe cpias no outro.Perceba que, por conta desta caracterstica, sistemas RAID 1 devem funcionar em pares, de forma que uma unidade sempre tenha um "clone". Na prtica, isso significa que um sistema RAID composto por dois HDs com 500 GB cada ter justamente esta capacidade, em vez de 1 TB.

O nvel RAID 1 claramente focado na proteo dos dados, ou seja, no torna o acesso mais rpido. Na verdade, pode at ocorrer uma ligeira perda de desempenho, uma vez que o processo de gravao acaba tendo que acontecer duas vezes, uma em cada unidade. importante observar, no entanto, que o uso de RAID 1 no dispensa solues debackup. Como a duplicao dos dados feita praticamente em tempo real, significa que se uma informao indevida for gravada na primeira unidade (como umvrus) ou se um arquivo importante for apagado por engano, o mesmo acontecer no segundo disco. Por isso, RAID 1 se mostra mais adequado para proteger o sistema de falhas "fsicas" das unidades. Neste modo usado o dobro do RAID 0 todos os dados so duplicados; So precisos no mnimo dois Discos, caso um falhe o outro entra em ao. um dos mais seguros, pois todas as informaes so copiadas para outro disco. Um processo de escrita realizado em paralelo nos dois discos, isso ajuda na velocidade de gravao. Recuperao de falhas fcil e simples. Melhor utilizado em pequena Bases e Dados. Hot-Swap - troca com o HD Ligado. No Utiliza Paridade4. RAID 0+1 e RAID 10Tal como voc j deve ter imaginado, o nvelRAID 0+1 um sistema "hbrido" (hybrid RAID), ou seja, que combina RAID 0 com RAID 1. Para isso, o sistema precisa ter pelo menos quatro unidades de armazenamento, duas para cada nvel. Assim, tem-se uma soluo RAID que considera tanto o aspecto do desempenho quanto o da redundncia.

H uma variao chamadaRAID 10(ouRAID 1+0) de funcionamento semelhante. A diferena essencial que, no RAID 0+1, o sistema se transforma em RAID 0 em caso de falha; no RAID 1+0, o sistema assume o nvel RAID 1.5. RAID 5 - ParidadeORAID 5 outro nvel bastante conhecido. Nele, o aspecto da redundncia tambm considerado, mas de maneira diferente: em vez de existir uma unidade de armazenamento inteira como rplica, os prprios discos servem de proteo. Deste modo, pode-se inclusive montar o sistema com quantidade mpar de unidades. Mas, como isso possvel? Com o uso de um esquema deparidade.Neste mtodo de proteo, os dados so divididos em pequenos blocos. Cada um deles recebe um bitadicional - o bit de paridade - de acordo com a seguinte regra: se a quantidade de bits '1' do bloco for par, seu bit de paridade '0'; se a quantidade de bits '1' for mpar, o bit de paridade '1'.As informaes de paridade - assim como os prprios dados - so distribudas entre todos os discos do sistema. Via de regra, o espao destinado paridade equivalente ao tamanho de um dos discos. Assim, um array formado por trs HDs de 500 GB ter 1 TB para armazenamento e 500 GB para paridade.A partir da, se em uma tarefa de verificao o sistema constatar, por exemplo, que o bit de paridade de um bloco '1', mas ali h uma quantidade par de bits, percebe que h um erro. Se houver apenas um bit com problema e se o sistema conseguir identific-lo, conseguir substitu-lo imediatamente. A restaurao dos dados poder ser feita inclusive depois de o HD ter sido trocado.

Como exemplo, imagine um bloco de dados com os bits '110X' e paridade '1'. O X indica um bit perdido, mas ser que ele '0' ou '1'? Como a paridade '1', significa que o bloco composto por quantidade mpar de bits '1'. Logo, se X fosse '0', a paridade tambm deveria ser '0', pois ali existiria quantidade par de bits '1'. Isso significa que o bit X s pode ser '1'.Durante a substituio, possvel manter o sistema em funcionamento, principalmente com o uso de equipamentos que suportamHOT-SWAPING, ou seja, a troca de componentes sem necessidade de desligamento do computador. Isso possvel porque os dados so distribudos entre todos os discos. Caso um falhe, o esquema de paridade permite recuperar os dados a partir das informaes existentes nas demais unidades. As informaes so distribudas ao longo de todos os discos do Array. Usa o sistema de paridade de dados para manter a integridade dos dados. possvel gravar em todos os Dados simultaneamente; Sempre perde o espao equivalente a Um Disco. As informaes sobre Paridade distribudo por todos os discos, no ficando somente em um. Graas aos Bits de Paridade, possvel recuperar os Dados de qualquer um dos HDs que eventualmente falhe. Ainda, o sistema pode continuar funcionando normalmente, mesmo sem um dos HDs.6. RAID 6O RAID 5 uma opo bastante interessante para sistemas que precisam aliar redundncia com custos (relativamente) baixos, mas tem uma limitao considervel: consegue proteger o sistema se apenas um disco apresentar falha.Uma maneira de lidar com isso acrescentando um recurso de nomehot-spareao sistema. Trata-se de um esquema onde um ou mais discos so acrescentados para ficar de reserva, entrando em ao to logo uma unidade apresente problemas.Outra alternativa interessante o uso deRAID 6. Trata-se de uma especificao mais recente e parecida com o RAID 5, mas com uma importante diferena: trabalha com dois bits de paridade. Com isso, possvel oferecer redundncia para at dois HDs no sistema, em vez de apenas um.7. RAID 2, 3 e 4Os nveis de RAID mostrados at agora so os mais utilizados, mas h alguns menos conhecidos, entre eles, RAID 2, RAID 3 e RAID 4:8. RAID 2RAID um tipo de soluo de armazenamento que surgiu no final dos anos 1980. Naquela poca e nos anos seguintes, os HDs no tinham o mesmo padro de confiabilidade que tm hoje. Por este motivo, foi criado oRAID 2. Ele , at certo ponto, parecido com o RAID 0, mas conta com um mecanismo de deteco de falhas do tipo ECC (Error Correcting Code). Hoje, este nvel quase no mais utilizado, uma vez que praticamente todos os HDs contam com o referido recurso.9. RAID 3Este um nvel parecido com o RAID 5 por utilizar paridade. A principal diferena que o RAID 3 reserva uma unidade de armazenamento apenas para guardar as informaes de paridade, razo pela qual so necessrios pelo menos trs discos para montar o sistema. Este nvel tambm pode apresentar maior complexidade de implementao pelo fato de as operaes de escrita e leitura de dados considerarem todos os discos em vez de trat-los individualmente.

10. RAID 4O RAID 4 tambm utiliza o esquema de paridade, tendo funcionamento similar ao RAID 3, com o diferencial de dividir os dados em blocos maiores e de oferecer acesso individual a cada disco do sistema.Este nvel pode apresentar algum comprometimento de desempenho, pois toda e qualquer operao de gravao exige atualizao na unidade de paridade. Por este motivo, seu uso mais indicado em sistemas que priorizam a leitura de dados, ou seja, que realizam muito mais consultas do que gravao.11. JBOD (Just a Bunch Of Disks)Quando o assunto RAID, voc tambm pode ouvir falar deJBOD, sigla paraJust a Bunch Of Disks(algo como "Apenas um Conjunto de Discos"). No se trata de um nvel de RAID, mas sim de um mtodo que simplesmente permite o uso em conjunto de dois ou mais HDs (independente de sua capacidade) de forma a fazer com que o sistema operacional enxergue o arranjo como uma nica unidade lgica.De fato, JBOD semelhante ao RAID, mas no possui foco em desempenho ou redundncia, considerando apenas o aumento da capacidade de armazenamento. Aqui, os dados so simplesmente gravados e, quando um disco fica lotado, a operao continua no outro. Desta forma, se um HD sofrer danos, os dados existentes nos demais no so prejudicados.12. Implementao de RAIDAntigamente, montar sistemas RAID no era uma tarefa das mais simples e seu uso normalmente se limitava a servidores. Hoje, no entanto, possvel implement-los at mesmo em computadores pessoais, mesmo porque praticamente qualquer sistema operacional moderno (Windows, Linux, Mac OS X, entre outros) suporta este recurso.A maneira mais fcil de fazer isso adquirindo uma placa-me que conta com uma controladora RAID. Em poucas palavras, este dispositivo, que pode funcionar com interfacesPATA,SATAouSCSI, identifica as unidades de armazenamento conectadas e as fazem trabalhar como um sistema RAID. Sua configurao geralmente feita a partir do setup do BIOS, embora algum software de controle possa ser fornecido para funcionar no sistema operacional.Se a placa-me no possuir controladora RAID, possvel adicionar placas que acrescentam esta funo. Estes dispositivos normalmente podem ser encontrados utilizando interface PCI ouPCI Express. A placa abaixo um exemplo. Ela conectada ao computador por meio de um slot PCI Express e possui quatro conectores SATA. So neles que os HDs (ou SSDs) que faro parte do sistema RAID devero ser ligados:

Placa HighPoint RocketRAID 2320: com PCI Express e portas SATAUm sistema RAID tambm pode ser implementado via software, sem a necessidade de controladoras. Nestes casos, o gerenciamento todo feito a partir do sistema operacional, portanto, necessrio contar com uma boa configurao de hardware para que o computador no fique sobrecarregado.Uma observao importante: nas placas-me, comum encontrar controladoras RAID que, na verdade, misturam recursos de software disponveis a partir do sistema operacional com algumas funcionalidades que podem ser ativadas via BIOS. Nestes casos, o desempenho do sistema RAID costuma ser inferior em comparao ao que pode ser oferecido por uma controladora "de verdade".