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RAID de discos, tipos y configuraciones

Hoy os vamos a explicar de forma gráfica y sencilla todos los tipos de RAID de discos duros que se emplean en los almacenamientos externos SAN, NAS y DAS así como en cualquier PC que tenga espacio para albergar al menos 2 unidades.

Está será una primera entrada del conjunto de artículos que desde PRODISNET dedicaremos al almacenamiento masivo de datos, hoy en día algo vital porque la nube no es vapor de agua, es almacenamiento real, es hardware formado por discos duros y cintas dedicados a salvaguardar nuestros datos.

¿Y que significa RAID?: Redundant Array of Independent Disks. Más adelante, en nuevas entradas de este blog, veremos que hay otras formas de almacenamiento de datos no basadas en RAID.


Tipos clásicos de RAID

RAID 0

También llamado stripping (del inglés pista o tira). La información se reparte entre los discos en pistas (mínimo 2 discos) sin ningún tipo de redundancia, NO puede fallar ningún disco. Muy apropiado para el rendimiento puesto que se escribe a la vez en todos los discos y en cada uno de ellos una parte de la información. Problema de seguridad, NO hay redundancia. Los discos pueden ser de distinto tamaño pero la capacidad se basará en el tamaño del menor de los discos.

Discos en RAID 0

RAID 1

También llamado mirroring (del inglés espejo). La información se duplica en cada disco (mínimo 2 discos) del grupo de RAID. Rendimiento pobre puesto que los datos se escriben dos veces, se duplican en cada disco. Buena seguridad, puede fallar 1 disco. La capacidad del sistema será la del menor de los discos del RAID.

Discos RAID 1

RAID 2

Este tipo de RAID no se emplea en la actualidad, es demasiado costoso. La información se distribuye a nivel de bit por cada uno de los discos, no de bloque. Por ejemplo 1 byte = 8 bits se podría grabar en 8 discos a la vez y añadir información extra de paridad en al menos otro disco para ofrecer redundancia. Emplea el código de Hamming para la corrección de errores (permite detectar errores en uno o dos bits y corregirlos).

RAID 3

Los datos se distribuyen a nivel de bytes, no de bloques y utilizando un disco de paridad dedicado. Necesita un mínimo de 3 discos. La idea es similar al RAID 2 aunque optimizada en cuanto al número de discos puesto que grabamos en cada uno de ellos bytes en vez de bits. SI tiene redundancia permitiendo al menos el fallo de 1 disco.

Discos RAID 3

RAID 4

RAID 4 también es conocido como IDA (acceso independiente con discos dedicados a la paridad). Divide la información a nivel de bloques. Emplea un disco de paridad dedicado. Necesita un mínimo de 3 discos físicos. Dependiendo de la controladora podría ser más rápido que RAID 3 en lecturas puesto que cada disco guarda bloques en vez de bytes. A nivel de escritura el rendimiento es similar dado que debe escribir bloques en al menos un disco y la información de paridad en otro disco. La tolerancia a fallos es al menos de 1 disco.

Configuracion RAID 4

RAID 5

También se le conoce como RAID distribuido con paridad. La información es grabada a nivel de bloques. La información y la paridad están distribuidas entre todos los discos. Necesita un mínimo de 3 discos para ser implementado. La tolerancia a fallos es al menos de 1 disco.

Configuracion RAID 5

RAID 6

Esta configuración añade otro bloque de paridad en cada disco. Los datos se distribuyen a nivel de bloques como en RAID 5. Los datos y la paridad se distribuyen entre todos los discos. Se necesitan 4 discos como mínimo. La tolerancia a fallos puede ser de 2 discos. Es una de las configuraciones más empleada en la actualidad puesto que existe un buen equilibrio entre la inversión en discos, la seguridad a fallos que ofrece y la velocidad de lectura/escritura.

RAID 0+1

Se usa para replicar y compartir datos entre varios discos. RAID 0+1 es un espejo de divisiones, que necesita un mínimo de 4 discos. Primero se crean dos conjuntos RAID 0 y luego, sobre los anteriores, se crea un conjunto RAID 1, realizando un espejo de los anteriores. Ofrece buena velocidad de lectura/escritura y tolerancia a fallos. El aprovechamiento de espacio no es bueno al emplear la tecnología de espejo de discos. Es una configuración muy usada para alojar bases de datos que requieran un rápido acceso y miles de transaciones. La tolerancia a fallos en esta configuración de la imagen es de 1 o incluso de 2 discos dependiendo de que unidades den fallo.

RAID 10 o RAID 1+0

Esta configuración puede llamarse RAID 10 o RAID 1+0. Es una división de espejos que necesita un mínimo de 4 discos. Primero se crean dos conjuntos RAID 1, configuración espejo, y luego, sobre los anteriores, se crea un conjunto RAID 0. La tolerancia a fallos en esta configuración de la imagen es de 1 o incluso de 2 discos dependiendo de que unidades den fallo. Dependiendo de la controladora que se use podría ser la configuración que mayor velocidad de lectura/escritura ofrezca a costa de una inversión mayor porque al igual que el RAID 01 se desperdicia el 50% de la capacidad de almacenamiento.

RAID 50

Es una combinación de dos conjuntos de discos con redundancia en RAID 5. Requiere un mínimo de 6 discos. Puede fallar 1 disco de cada conjunto RAID 5. Es una configuración buena si de dispone de un presupuesto elevado. Estamos combinando distribución de datos por bloques y paridad de un RAID 5 junto con la velocidad de escritura/lectura que ofrece un RAID 0 a nivel superior.

Configuracion RAID 50

Discos hot spare

Son discos que están dentro del sistema de almacenamiento en estado de reserva. Comenzarán a utilizarse en caso de avería de otro disco del sistema. Hoy en día cualquier cabina de discos que aloje al menos un RAID 5 o un RAID 6 ya dispone de espacio físico para insertar estos discos. La controladora de discos deberá soportar esta funcionalidad. Estos conjuntos de controladora + cabina también soportan el cambio de discos en caliente, es decir, sin la necesidad de apagar el almacenamiento.