Configurações de RAID mais populares para servidores

RAID é a sigla para “Redundant Array of Independent Disks” ou “Redundant Array of Inexpensive Disks,“, que é uma tecnologia de armazenamento de dados que combina vários discos físicos em uma unidade lógica. O objetivo principal do RAID é melhorar o desempenho, a disponibilidade e/ou a redundância dos dados.

No RAID, os discos físicos agrupados trabalham juntos para aumentar as velocidades de leitura e gravação de dados ou oferecer proteção contra falhas no disco. Os dados são divididos em pequenos blocos distribuídos em diferentes discos da matriz, o que permite o acesso e o uso paralelo dos dados, aumentando assim a velocidade das operações de E/S.

Há vários níveis diferentes de RAID (como RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10 etc.), cada um com diferentes formas de funcionamento e características. Alguns níveis de RAID oferecem um nível mais alto de redundância para proteger os dados contra falhas no disco, enquanto outros se concentram no desempenho.

Tipos de RAID comumente usados

Alguns tipos de RAID são comumente usados em ambientes de computação. Entre eles:

1. RAID 0 (Striping): O RAID 0 divide os dados alternadamente entre dois ou mais discos, melhorando as velocidades gerais de leitura/gravação. No entanto, o RAID 0 não oferece redundância de dados, o que significa que, se um disco falhar, todos os dados dessa matriz serão perdidos.
2. RAID 1 (Mirroring): O RAID 1 usa dois discos (no mínimo) para fazer cópias idênticas de um disco para outro. Ele fornece redundâncias completas, de modo que, se um dos discos for danificado, os dados ainda poderão ser acessados a partir do disco que ainda estiver funcionando.
3. RAID 5: O RAID 5 usa um mínimo de três ou mais discos para fornecer uma combinação de striping e paridade. Os dados são particionados e a paridade é calculada e distribuída entre os discos. Se um disco for danificado, os dados poderão ser reconstruídos a partir das informações de paridade armazenadas no outro disco.
4. RAID 6: semelhante ao RAID 5, O RAID 6 também usa striping e paridade, mas com duas paridades que possibilitam solucionar falhas de até dois discos simultaneamente. Ele oferece um nível mais alto de redundância do que o RAID 5.
5. RAID 10 (RAID 1+0): O RAID 10 combina os recursos do RAID 1 (espelhamento) e do RAID 0 (striping). São necessários pelo menos quatro discos para criar o RAID 10. Os dados são divididos em dois conjuntos de discos espelhados e, em seguida, os dados são distribuídos em faixas em cada conjunto de espelhos.

De todos os tipos de RAID acima, o RAID 5 e o RAID 6 se tornaram escolhas populares em ambientes empresariais porque oferecem uma combinação de desempenho e redundância de dados. O RAID 10 também é bastante popular porque oferece um alto nível de redundância com bom desempenho. No entanto, a escolha certa do RAID dependerá muito das necessidades específicas de cada situação, como disponibilidade de orçamento, capacidade de armazenamento necessária, nível de redundância desejado e desempenho esperado.

Vantagens do RAID

O RAID (Redundant Array of Independent Disks, matriz redundante de discos independentes) tem várias vantagens que o tornam uma opção popular em ambientes de computação, especialmente em sistemas de armazenamento de dados críticos.

Embora o RAID tenha muitas vantagens, é importante lembrar que ele não é uma solução perfeita. O RAID protege apenas contra falhas no disco, não contra outros problemas que podem causar perda de dados, como desastres naturais, ataques de malware ou erros do usuário.

Os backups regulares de dados ainda são necessários para proteger os dados de ponta a ponta. Aqui estão algumas das vantagens do RAID:

1. Redundância de dados: Vários níveis de RAID (como RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10) fornecem redundâncias de dados. Com a redundância, os dados são armazenados ou copiados em vários discos, de modo que, se um disco falhar, eles ainda poderão ser acessados de outro disco em funcionamento. Isso ajuda a proteger os dados contra perda devido a falhas no disco.
2. Aumento do desempenho: Alguns níveis de RAID (especialmente o RAID 0) usam técnicas de striping, em que os dados são particionados e distribuídos em vários discos. Isso aumenta a velocidade geral de leitura e gravação de dados porque o acesso aos dados pode ser feito em paralelo. Em algumas situações, o RAID pode proporcionar um desempenho muito maior em comparação com o uso de um único disco.
3. Escalabilidade: O RAID possibilita a combinação de vários discos físicos em uma unidade lógica, aumentando assim a capacidade de armazenamento de forma eficiente. Se a capacidade de armazenamento for insuficiente, você poderá adicionar facilmente mais discos à matriz RAID.
4. Alta disponibilidade de dados: O RAID com altas redundâncias (como RAID 6 ou RAID 10) pode aumentar a disponibilidade de dados. Mesmo que alguns discos falhem, os dados ainda podem ser acessados e o sistema pode continuar a operar.
5. Recuperação rápida de dados: Se houver uma falha de disco no RAID com redundâncias, a recuperação de dados geralmente é mais rápida do que a recuperação de backups porque os dados ainda estão no disco que ainda está funcionando e podem ser acessados imediatamente.
6. Eficiência no uso do disco: Alguns níveis de RAID, como o RAID 5 ou o RAID 6, usam paridade para armazenar dados redundantes. Isso permite o uso eficiente do espaço de armazenamento, pois nem todos os discos são necessários para armazenar os mesmos dados.
7. Troca a quente de RAID: Alguns sistemas RAID suportam a troca a quente, o que permite a substituição de discos danificados sem desligar o sistema RAID. Isso reduz o tempo de inatividade e simplifica o processo de manutenção.

Desvantagens do RAID

Embora o RAID tenha muitas vantagens, ele também tem algumas desvantagens que precisam ser consideradas antes de sua implementação. É importante entender as desvantagens do RAID e considerar se ele atende às suas necessidades e objetivos de armazenamento de dados.

Em alguns casos, pode haver outras soluções mais adequadas para atingir seus objetivos, como armazenamento baseado em nuvem ou um sistema de backup confiável.

Aqui estão algumas desvantagens do RAID:

1. Custo: As implementações de RAID exigem pelo menos dois ou mais discos físicos, dependendo do nível de RAID usado. Isso significa custos adicionais de hardware para criar ou ampliar matrizes RAID.
2. Complexidade: Configurar e gerenciar o RAID pode ser uma tarefa complexa, especialmente para níveis mais altos de RAID ou configurações complexas. É necessário ter um bom entendimento de como o RAID funciona e ter conhecimento técnico suficiente para gerenciar e solucionar problemas relacionados ao RAID.
3. Sobrecarga de desempenho: Alguns níveis de RAID, especialmente aqueles que fornecem redundâncias de dados, como RAID 1, RAID 5 e RAID 6, exigem tempo adicional para computar e gravar informações de paridade. Isso pode causar uma pequena redução no desempenho em comparação com o uso de um único disco.
4. Capacidade efetiva: Alguns níveis de RAID, como o RAID 1, têm uma capacidade efetiva menor do que a quantidade total de capacidade física do disco. Por exemplo, no RAID 1 com dois discos, a capacidade efetiva é apenas metade da capacidade total desses dois discos.
5. RAID não é um backup: O RAID fornece redundâncias de dados para proteger contra falhas de disco, mas não substitui um processo organizado de backup de dados. O RAID não protege contra outros problemas que podem causar perda de dados, como desastres naturais, incêndios ou ataques de malware.
6. Risco de segurança: Os níveis de RAID que usam striping (como o RAID 0) não têm redundâncias de dados e não protegem contra falhas de disco. Se um dos discos falhar, todos os dados desse array serão perdidos.
7. Controlador RAID SPOF: se o RAID for configurado por meio de um único controlador RAID, o controlador RAID se tornará um ponto único de falha (SPOF). Se o controlador RAID falhar, a matriz RAID inteira poderá não estar acessível ou operacional.
8. Limitações nas melhorias de desempenho: Embora o RAID possa melhorar o desempenho em alguns casos, isso nem sempre é verdadeiro para todos os tipos de cargas de trabalho ou aplicativos. Há situações em que aumentar o número de discos em uma matriz não resulta em um aumento significativo no desempenho.

Escolhendo o tipo certo de RAID

A escolha do tipo certo de RAID envolve a consideração de muitos fatores, inclusive suas necessidades específicas, orçamento, nível de redundância desejado e nível de desempenho esperado.

Você precisa saber que não existe um tipo de RAID que se adapte a todas as situações. Cada nível de RAID tem diferentes usos e pode atender a diferentes necessidades. Escolha o tipo de RAID que atenda às suas necessidades e objetivos de armazenamento de dados e certifique-se de realizar monitoramento e manutenção regulares para manter o desempenho e a confiabilidade de sua matriz RAID.

Aqui estão algumas etapas que podem ajudá-lo a escolher o tipo de RAID adequado:

1. Identifique suas necessidades: Defina claramente suas necessidades de armazenamento de dados. Qual é a capacidade necessária? É necessário alto desempenho para um determinado aplicativo? Qual a importância da redundância de dados para proteger contra falhas de disco?
2. Considere um orçamento: Alguns tipos de RAID exigem mais discos físicos para fornecer um determinado nível de redundância ou desempenho. Considere seu orçamento e determine quantos discos você pode alocar para o sistema RAID.
3. Conheça os níveis de RAID disponíveis: Conheça os diferentes níveis de RAID disponíveis, incluindo RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 e RAID 10. Conheça as características, vantagens e desvantagens de cada nível de RAID.
4. Redundâncias vs. Desempenho: Determine se você prioriza as redundâncias de dados ou o desempenho. Os níveis de RAID que fornecem redundâncias altas, como o RAID 6 ou o RAID 10, proporcionarão melhor proteção contra falhas de disco, mas podem ter custos de desempenho mais altos em comparação com o RAID 0.
5. Número de discos: Considere quantos discos você deseja usar para a matriz RAID. Alguns níveis de RAID exigem um determinado número mínimo de discos para funcionar corretamente.
6. Controlador RAID: Se você usar RAID com altas redundâncias ou configurações complexas, certifique-se de que o controlador RAID possa dar conta da tarefa. Escolha o controlador RAID que atenda às suas necessidades.
7. Tratamento e recuperação: Considere os recursos de tratamento e recuperação. Vários níveis de RAID permitem a troca a quente de discos danificados, o que facilita a substituição de discos sem desligar o sistema RAID.