sistema RAID


3 diciembre, 2019

Qué es el sistema RAID y Tipos

Hoy en día la información es el activo más importante de las empresas. Un fallo en un disco duro acarrea una pérdida de información y un tiempo en el que el sistema no está en explotación.

Definición RAID

¿Qué es un sistema RAID?

RAID (Redundant Array of Independent Disks, aunque en principio se denominó Redundant Array of Inexpensive Disks) es un sistema de almacenamiento de datos en el que se utilizan dos o más discos para constituir una única unidad lógica (es decir, que el sistema operativo, y por lo tanto el usuario, ven como una sola unidad).

En RAID se buscan dos objetivos:

  • Proteger el sistema ante fallos (mediante redundancia de datos).
  • Mejorar el rendimiento (accediendo a 2 o más discos al mismo tiempo).

Existen distintas configuraciones de RAID o niveles de RAID. Cada uno proporciona distintas mejoras en la seguridad y/o rendimiento, sacrificando parte del almacenamiento.

Te vamos a mostrar los niveles RAID estándar y algunos de los niveles RAID anidados. Omitiremos los RAID propietarios. Los niveles que vamos a ver son:

  • 0 o fraccionamiento.
  • 1 o espejo.
  • 0 + 1.
  • 1 + 0.
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 5E y 6E.

TIPOS DE RAID

Nivel 0

También denominado striping o fragmentación. Los datos se desglosan en pequeños segmentos (denominados chunk) y se distribuyen entre varias unidades.

RAID 0
Fragmentación de datos en dos discos

Características:

  • Los discos están conectados en paralelo, permitiendo una transferencia simultánea de datos a todos ellos, lo cual implica una mayor velocidad en las operaciones de lectura y escritura.
  • No hay redundancia de datos, por lo que no estamos mejorando la tolerancia a fallos. Al contrario, la probabilidad de un fallo será mayor, ya que, para que el sistema falle, basta con que falle uno de los discos. Por lo tanto, a mayor cantidad de discos, mayor probabilidad de fallo.
  • No se pierde capacidad, salvo que se utilice con discos de distintos tamaños, en cuyo caso se aprovechará de cada uno un tamaño equivalente al tamaño del disco más pequeño.
  • Se necesita un mínimo de dos discos.

+Info: Seguramente te estés preguntando por qué es un nivel RAID (array redundante de discos independientes) si no es redundante.

Al principio no formaba parte de los niveles que se definieron (fueron del 1 al 5), pero el grupo de científicos que lo hizo pensó que era una forma interesante de incrementar el índice de transmisión del sistema y lo añadieron como RAID 0.

Nivel 1

También denominado mirroring o en espejo. Se basa en la utilización de discos adicionales sobre los que se realiza una copia síncrona de los datos que se están modificando.

RAID 1
Copia síncrona de datos en dos discos

Características:

  • Cada dato se almacena en un disco y se duplica en el resto de discos.
  • Obtiene integridad de la información a cambio de una gran cantidad espacio.
  • La máxima capacidad de los discos viene determinada por el de menor tamaño, desperdiciándose el resto (en caso de que sean de distinto tamaño).
  • Se mejora el tiempo de lectura (se puede leer de varios discos a la vez), pero la escritura será más lenta (ya que se escribe en uno y se duplica de manera síncrona).
  • Para perder información tendrían que romperse todos los discos.

RAID 0+1

Es un espejo de divisiones. Primero hacemos un RAID 0 con dos discos y, a continuación, lo duplicamos (RAID 1) en los otros dos discos (que también estarán en RAID 0).

Seguro que lo ves más claro en la siguiente imagen:

RAID 0+1
Diagrama de configuración RAID 0+1 de cuatro discos

Características:

  • Es menos robusto que el RAID 1 + 0, ya que no pueden ocurrir dos fallos simultáneos de disco salvo que sean en la misma división.
  • Necesita al menos cuatro discos.

RAID 1 + 0

Es una división de espejos. Similar al anterior, salvo que primero hacemos dos conjuntos RAID 1 con dos o más discos cada grupo y, a continuación, segmentamos los datos entre los dos grupos.

RAID 1+0
Diagrama de configuración RAID 1 + 0 de cuatro discos CAMBIAR

RAID 2

Atención: Este nivel está obsoleto y no tiene aplicaciones comerciales. Distribuye los datos a nivel de bit y utiliza el código ECC para la corrección de errores.

+ Info: El código ECC o código Hamming es un código de detección y corrección de errores. Puede detectar fallos de hasta 2 bits y corregir fallos de 1 bit.

Se crean dos grupos. En el primero se distribuye la información y en el segundo se guardan los códigos de corrección de errores.

Para perder información debe fallar un disco de datos y el que contiene su código de corrección de errores.

RAID2
Diagrama de configuración RAID 2 de 7 discos

RAID 3

Atención: Este nivel prácticamente ha dejado de utilizarse.

Distribuye los datos a nivel de byte entre los discos y se añade un disco de paridad que contendrá los códigos de recuperación.

Necesita un mínimo de tres discos (dos para fragmentación y uno para paridad).

RAID 3
Diagrama de configuración RAID 3 de 4 discos

RAID 4

Es igual que el anterior, solo que distribuye los datos a nivel de bloque en lugar de a nivel de byte, es decir, los datos se distribuyen a nivel de bloque entre los discos y se añade un disco de paridad.

RAID 4
Diagrama de configuración RAID 4 de 4 discos

Características:

  • Para perder información deben fallar dos discos.
  • El rendimiento para leer es bueno, pero no en la escritura, ya que en todas las peticiones debemos acceder al disco de paridad. Por esta razón, este nivel no se usa prácticamente y ha sido sustituido por el nivel 5.

RAID 5

Igual que el nivel 4, pero la información de paridad también se distribuye entre los discos, por lo que no tenemos un disco de paridad. Con esto se soluciona el problema del nivel 4.

RAID 5
Diagrama de configuración RAID 5 de 4 discos

Características:

  • Para perder la información deben fallar dos discos, ya que la información de paridad contenida en un disco no corresponde a los datos de este disco y, por lo tanto, al romperse el disco, la información de paridad de los datos de este disco está distribuida en el resto (no están en el disco roto).
  • Requiere al menos tres discos (en dos se distribuye un determinado dato y en el tercero se añade la información de paridad).
  • Desperdicia poco espacio de almacenamiento.
  • Tiene un buen rendimiento de lectura y escritura, ya que hace participar a todos los discos en cada operación.
  • El cálculo de la paridad añade una sobrecarga a la escritura de datos.

RAID 6

Igual que el RAID 5, pero utilizando doble paridad. Por lo tanto, necesita dos discos adicionales para la paridad en vez de uno. La paridad se sigue distribuyendo entre los discos.

RAID 6
Diagrama de configuración RAID 6 de 5 discos

Características:

  • Para perder la información deben fallar tres discos, ya que la doble paridad permite recuperar dos bits.
  • Debe tener un mínimo de cuatro discos (dos para distribuir datos y dos para paridad).
  • Se desperdicia espacio.
  • El cálculo de la doble paridad añade una sobrecarga importante.

RAID 5E y 6E

Son variantes de RAID 5 y RAID 6 respectivamente, en las que se añade un disco de reserva.

El disco de reserva no forma parte del sistema hasta que se produce un fallo y el disco averiado se reconstruye sobre el disco de reserva.

Referencias: wikipedia https://computerhoy.com https://aboutespanol.com https://tecnonauta.com


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