RAID Uma visão geral sobre RAID e seus principais níveis, incluindo os níveis mais recentes por Diego Salim De Oliveira

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1 RAID Uma visão geral sobre RAID e seus principais níveis, incluindo os níveis mais recentes por Diego Salim De Oliveira A intenção deste artigo é tratar dos principais níveis de RAID utilizados no mercado (ou seja, oferecidos pelos principais fabricantes de controladoras de disco, servidores e storages). Para facilitar, buscaremos falar de forma didática sobre estes níveis, concluindo com uma breve explicação a respeito do motivo do surgimento dos novos níveis de RAID. O que é RAID? RAID = Redundant Array of Independent Disks, ou, em português, Conjunto Redundante de Discos Independentes. Ou seja, um grupo redundante de discos, o qual é apresentado para o sistema operacional do host como um único volume. O que significa nível de RAID (ou, RAID Level, em inglês)? Nível de RAID é a configuração lógica imposta a este grupo de discos. Existem diversas opções, cada uma com suas vantagens e suas desvantagens, cabendo aos analistas de TI decidir sobre o mais adequado para o atendimento de cada necessidade. Atualmente, os níveis de RAID que encontramos nas soluções de hardware são o RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID 6 (também conhecido como RAID-DP) e RAID-TP (também conhecido como RTP ou RAI- D-Z3). RAID 0 O RAID 0, também conhecido como stripe, striping ou striped, é o único nível que não possui qualquer tipo de redundância. De maior desempenho e menor custo, porém, sem nenhuma segurança, o RAID 0 pode ser criado utilizando- -se 02 ou mais discos. Os blocos são divididos de forma que cada bloco é gravado em um diferente disco, o que divide os I/Os de leitura e gravação. Como o I/O é dividido uniformemente entre todos os discos e não há qualquer tipo de operação matemática por parte da controladora (ou seja, qualquer processamento necessário para cálculo de paridade), este é o RAID Level de maior desempenho. Porém, como os blocos estão espalhados por todos os discos, a perda de um único disco já é o suficiente para ocasionar a perda de dados, bem como a parada do ambiente. Por esta razão, é recomendável apenas para ambientes os quais podem suportar a perda de dados e parada de seu funcionamento, sem acarretar prejuízos financeiros ou operacionais à empresa, tais como ambientes de backup (por exemplo, um backup em 2 tiers, ou seja, um backup em 2 camadas, onde primeiramente se realiza uma cópia dos dados em disco, para a posterior gravação em fita) e ambientes de testes e desenvolvimento (desde que o trabalho para se recriar o ambiente seja inexpressivo). A área útil de um RAID 0 é igual a somatória da área de todos os discos.

2 RAID 1 O RAID 1, também conhecido como mirror, mirroring ou espelhamento, foi um dos primeiros níveis de RAID criados e um dos mais usados até hoje. O RAID 1 é composto por 02 discos, sendo que um disco é a cópia exata do outro. Ou seja, todos os blocos são gravados em ambos os discos. Desta forma, o RAID 1 suporta a perda de um disco, sem acarretar na perda de dados ou parada do ambiente. Como não há necessidade de qualquer cálculo de paridade, possui o melhor desempenho, além disto, na leitura a controladora pode ler dados em todos os discos, o que aumenta ainda mais o desempenho. Muito utilizado para discos de sistema operacional, bem como para aplicações as quais precisam de altíssimo I/O e baixíssima latência. A área útil de um RAID 1 é igual à metade da somatória da área dos discos, o que faz dele o nível de RAID de maior custo.

3 RAID 10 ou RAID 1+0 O RAID 10, também conhecido como RAID 1+0, nada mais é do que um agrupamento maior, com 04 ou mais discos, sempre aos pares, onde são criados diferentes RAIDs 1, e sobre eles, criado um grande RAID 0. Desta forma, os blocos são gravados cada um em um diferente par de discos, dentro de cada par o dado é gravado duas vezes, uma em cada disco. Desta forma, o RAID 10 suporta a perda de metade do número total de discos, desde que não se perca dois discos do mesmo par, sem acarretar na perda de dados ou parada do ambiente. Possui desempenho ainda superior ao RAID 1, já que se utilizam múltiplos discos, e não apenas 02, o que provê maior capacidade de I/O. A área útil de um RAID 10 é igual à metade da somatória da área de todos os discos, o que faz dele o nível de RAID de maior custo. RAID 4 O RAID 4 é composto por 03 ou mais discos, sendo que um dos discos é dedicado a paridade. Os blocos são divididos de forma a serem gravados em diferentes discos e um disco é reservado para armazenar a paridade. A paridade nada mais é do que o resultado do cálculo matemático (algoritmo matemático) realizado pela controladora de discos, baseado no conteúdo dos demais blocos, de modo que na ausência de um dos discos, a controladora consiga calcular o conteúdo do bloco perdido, garantindo a integridade dos dados e a disponibilidade do ambiente. O RAID 4 permite a perda de um disco, sem que ocorra perda de dados ou indisponibilidade do ambiente. Tende a não ser muito utilizado, já que sua arquitetura com disco dedicado para paridade não permite a distribuição uniforme do I/O através dos discos. A área útil de um RAID 4 é igual a somatória da área útil de todos os discos, descontada a área útil de um disco.

4 RAID 5 Assim como o RAID 4, o RAID 5 é composto por 03 ou mais discos. Porém, possui paridade distribuída. Isto quer dizer que o RAID 5 não possui um disco dedicado para paridade. A paridade é gravada a cada momento em um diferente disco do conjunto, de forma a distribuir uniformemente o I/O entre os discos. Suporta a perda de um disco sem que ocorra perda de dados ou indisponibilidade do ambiente. É o nível de RAID com redundância de menor custo, e um dos mais utilizados. Apesar disto, não é recomendável sua utilização em conjuntos com muitos discos, bem como em conjuntos com discos de alta capacidade (900GB, 1TB, 2TB, 3TB, 4TB). Isto porque, nestes casos, a probabilidade da perda de dois discos simultaneamente (a perda de dois discos ao mesmo tempo, ou a perda do segundo disco enquanto o primeiro ainda não foi reconstruído) é estatisticamente elevada. A área útil de um RAID 5 é igual a somatória da área útil de todos os discos, descontada a área útil de um disco.

5 RAID 50 ou RAID 5+0 O RAID 50, ou RAID 5+0, nada mais é do que um grande conjunto em RAID 0, criado a partir da soma da vários conjuntos em RAID 5. Uma forma de se criar um único conjunto, com inúmeros discos, porém, minimizando os riscos quanto a integridade e disponibilidade dos dados, uma vez que, por exemplo, em um conjunto com 20 discos, haveriam 02 discos de paridade, sendo 01 disco de paridade para cada 09 discos de dados, diminuindo a probabilidade da ocorrência de uma perda de dados. Suporta a perda simultânea de mais de um disco, desde que os discos não pertençam ao mesmo subconjunto. Sua área disponível varia, de acordo com a implementação de cada fabricante, sendo resultado da somatória da área total de todos os discos, descontada a área total dos discos de paridade. RAID 6 ou RAID-DP O RAID 6, ou RAID-DP (Double-Parity, ou seja, Dupla Paridade), é composto por 04 ou mais discos. Utiliza dupla paridade distribuída. O que aumenta a segurança quanto à integridade e disponibilidade dos dados, porém, requer maior poder de processamento por parte da controladora, o que faz com que tenha menor desempenho se comparado ao RAID 5. Apesar disto, existem implementações específicas de alto desempenho, como, por exemplo, da NetApp, a qual possui um algoritmo próprio com altíssimo desempenho. Suporta a perda de dois discos sem que ocorra perda de dados ou indisponibilidade do ambiente. Recomendado para conjuntos com muitos discos ou discos de grande capacidade, já que minimiza os riscos de perda de dados. A área útil de um RAID 6 é igual a somatória da área útil de todos os discos, descontada a área útil de dois discos.

6 RAID 60 ou RAID 6+0 O RAID 60, ou RAID 6+0, nada mais é do que um grande conjunto em RAID 0, criado a partir da soma da vários conjuntos em RAID 6. Suporta a perda simultânea de mais de dois discos, desde que os discos perdidos não pertençam todos ao mesmo subconjunto. Sua área disponível varia, de acordo com a implementação de cada fabricante, sendo resultado da somatória da área total de todos os discos, descontada a área total dos discos de paridade.

7 RAID-TP O RAID-TP (Triple Parity, ou, Tripla Paridade) poderia ser o 7º nível de RAID, se o nome não tivesse sido registrado por uma empresa. É também conhecido como RTP (implementação da NetApp) ou RAID-Z3 (implementação da Oracle, baseada no ZFS). Trata-se de nível de RAID relativamente recente, o qual vem se popularizando gradualmente. Basicamente, trabalha de forma similar ao RAID 5 e ao RAID 6, porém, utiliza tripla paridade, aumentando ainda mais a garantia de integridade e disponibilidade dos dados. Recomendado para conjuntos com múltiplos discos de alta capacidade. A área útil de um RAID-TP é igual a somatória da área útil de todos os discos, descontada a área útil de três discos. RAID-QP Ainda sem implementação comercial, o RAID-QP (Quad Parity, ou Quadrupla Paridade), já vem sendo discutido e é tido como o caminho natural na evolução do RAID, sobretudo considerando a era na qual estamos entrando, a Era do Big Data, a qual tende a impulsionar ainda mais a utilização de storage, ou seja, storages com cada vez mais discos e discos com cada vez mais capacidade.

8 Observações gerais: As imagens acima são meramente ilustrativas e simplificadas com intuito didático. Um disk group em RAID 50, por exemplo, pode conter inúmeros discos dentro do mesmo conjunto em RAID 5 (as limitações variam de acordo com o fabricante e modelo do storage utilizado), não estando limitado a apenas 03 discos em cada conjunto em RAID. O mesmo vale para todos os demais níveis de RAID, devendo-se consultar as especificações do produto (storage) utilizado, a fim de se obter as informações exatas relativas ao funcionamento, funcionalidades e limitações do equipamento. Para a maioria dos fabricantes e modelos de dispositivos de armazenamento, quando o número de discos do disk group excede o limite aceito (por questões de segurança) para os níveis de RAID 5 e 6, automaticamente o equipamento aplica, respectivamente, RAID 50 e RAID 60 ao disk group (grupo de discos) em questão. Conclusão Não há um nível ideal de RAID, devendo sua escolha ser guiada pelo desempenho e segurança necessários, bem como pela verba disponível. Quando da utilização de discos de alta capacidade, é altamente recomendável a utilização de RAID 6 (RAID-DP) ou RAID-TP, já que a probabilidade da perda simultânea de dois discos, inclusive do mesmo par, é relativamente alta, visto que não apenas os discos possuem mais setores, como também tendem a receber mais I/Os (devido a sua maior densidade, ou seja, maior concentração de dados em um mesmo disco), bem como levam mais tempo para serem reconstruídos. Tudo isto aumenta a probabilidade de perda de dois ou mais discos simultaneamente, acarretando a perda de dados e parada do ambiente. Importante também é a utilização de spare disks, ou, em português, discos de reserva, também conhecidos como hot-spare. Os discos de spare nada mais são do que discos instalados no storage, porém, os quais estão reservados por segurança, para que no caso da perda de um disco, o storage possa imediatamente iniciar a reconstrução do RAID com a utilização deste disco, diminuindo a exposição do ambiente de armazenamento ao risco de perda de dados em razão. A detectar a perda de um disco, havendo um ou mais discos em spare, a controladora inicia automaticamente a reconstrução do RAID, ou seja, utiliza as paridades (ou, no caso de RAID 1 ou 10, a cópia dos blocos), para gravar uma nova cópia dos blocos perdidos no novo disco, de forma a recuperar o desempenho e a segurança original do conjunto.

9 A Global Technologies A Global Technologies atua com Consultoria e Integração de Soluções em TI, especializada em projetos personalizados e desenhados especificamente para as necessidades, estratégias e realidades de seus clientes. Nossa empresa difere-se dos demais players do mercado brasileiro por sua forma de atuação, sempre focada no cliente. Tendo como objetivo primário unir as melhores tecnologias e processos do mercado, porém, sem estar focada em fabricantes ou produtos, e sim visando sempre o entendimento e atendimento das necessidades de nossos clientes, exercendo o verdadeiro papel de um Parceiro de Tecnologia e Negócios, o qual busca incessantemente apoiar seus clientes na melhoria e crescimento contínuos de seus Negócios e Eficiência Operacional através da Tecnologia. Podemos dizer que temos este perfil de Parceria, Consultoria e Integração em nosso DNA. A Global Technologies nasceu da união de forças de executivos brasileiros, com décadas de experiência agregada no segmento de Tecnologia da Informação e com uma visão em comum de que o mercado precisa de novas lideranças, as quais sejam capazes de atender de forma personalizada as crescentes necessidades de um mercado em ebolição, para o qual TI não é mais apenas uma área de apoio para o negócio e sim um pilar essencial para a sustentação e operacionalização da empresa. Um mercado no qual as companhias necessitam de parceiros que entendam seus negócios, suas estratégias e consigam fazer a ponte com as suas áreas de TI e auxiliar tecnologicamente na sustentação e ampliação dos negócios. Assim, naceu a Global Technologies, para ocupar esta posição de liderança a qual o mercado necessitava. Orientada pela qualidade, com experiência acumulada de décadas, dezenas de certificações e metodologia de trabalho própria, focada na solução dos desafios de nossos clientes. A Global Technologies atua em diversas frentes, como: Staffing (Locação de Mão-de-Obra especializada) e Head Hunting (Recrutamento e Seleção de profissionais especializados); Serviços Consultivos (Global Services, para o planejamento, implantação, sustentação de ambientes, além de serviços especializados); Soluções em Nuvem (Global Cloud Solutions); Continuidade de Negócios (Business Continuity); Data Center Container e Data Center Modular; Servidores e Soluções de Processamento; Storages e Soluções de Armazenamento (Disk Storage, Tape Storage, SAN, replicação de dados); Bancos de Dados; Segurança da Informação e Auditoria de Ambientes Computacionais; Archiving; SOs e Hypervisors (incluindo desenho, implantação e sustentação de soluções de virtualização); Clients e Computação Pessoal (incluindo Virtualização de Desktops e Workstations); Redes; Um completo portfólio de soluções reais e flexíveis para apoiar na evolução dos negócios de nossos clientes.

10 Adicionalmente, em 2013 foi criada a Global Store, braço de atuação da Global Technologies, com foco em produtos de consumo de TI e Automação, a qual conta com estrutura própria e dedicada ao atendimento das necessidades cotidianas de nossos clientes, tais como: Servidores de entrada, Desktops, Notebooks, Ultrabooks, Netbooks, Tablets, Thin Clients; Monitores, Televisores e Projetores; Impressoras (incluindo Plotters, Matriciais, Laser e Jato de Tinta), Scanners e Multifuncionais; Softwares (Antivírus, Microsoft Windows, Microsoft Office, Softwares de Backup, entre outros); Redes (Switches de borda, roteadores, access points, firewalls, entre outros); Storages de entrada e médio porte (novos, expansões e discos); Tape drives e cartuchos de fita; Racks e opcionais; Câmeras e Vigilância IP; Automação (Leitores de Código de Barras, Registradoras, Balanças, Relógios de Ponto); Nobreaks e baterias; Suprimentos em geral; Responsabilidade Ambiental e TI Verde (Green IT) A Global Technologies não apenas possui profundo conhecimento e experiência em soluções verdes (TI Verde / Green IT), como defende e aplica esta tendência na prática. Nossos servidores web, de s e outras ferramentas corporativas, por exemplo, possuem créditos de energia renovável (energia eólica), de forma que não apenas toda impacto ambiental é compensado, como também revertido (visto que o fator de compensação é superior aos impactos causados, tendo não 0% de impacto, mas sim um índice inferior a 0% de impactos ambientais). E isto se reflete em toda a nossa organização, a qual de diferentes formas, sempre busca minimizar, compensar e sempre que possível reverter quaisquer possíveis impactos ambientais. Sinta-se a vontade para contatar nosso time de atendentes e especialistas! O Grupo Global Technologies está a sua disposição para lhe apoiar na solução dos desafios de seus Negócios através da Tecnologia! Contatos: Telefones: +55 (11) / +55 (11) Endereço: Av. Paulista, 777, 15 andar São Paulo/SP Brasil CEP: contato@globaltechnologies.com.br Site: