Documentação sobre a Tecnologia RAID

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1 Documentação sobre a Tecnologia RAID Enquanto especialista no armazenamento de dados, a LaCie reconhece que quase todos os utilizadores de computadores irão necessitar de uma solução de cópia de segurança ou armazenamento e que as pessoas utilizam e armazenam os dados de formas diferentes. Dependendo dos respectivos requisitos, algumas pessoas podem dar prioridade ao desempenho e capacidade, enquanto que outras podem estar mais interessadas na segurança e velocidade. De forma a satisfazer as necessidades de armazenamento de uma grande variedade de utilizadores, os dispositivos de armazenamento profissionais da LaCie utilizam a tecnologia RAID. RAID (Redundant Array of Independents Disks) é uma tecnologia simples que melhora o desempenho das soluções de armazenamento externas. Permite optar pela melhor forma de utilizar o dispositivo, a fim de satisfazer as suas necessidades. De uma forma simplificada, a tecnologia RAID divide ou duplica a tarefa de um disco rígido entre vários (ou apenas dois) discos, de forma a melhorar o desempenho ou a criar redundância de dados, em caso de uma avaria na unidade. O utilizador pode decidir a forma como o dispositivo processa os dados através da definição do respectivo modo RAID. Este documento descreve os diferentes níveis RAID utilizados nos dispositivos de armazenamento profissionais da LaCie, bem como as características utilizadas por cada modo para optimizar a velocidade, segurança ou capacidade de armazenamento das unidades de disco rígido no conjunto de discos RAID. Importante: Nenhuma configuração RAID irá proteger a fiabilidade dos dados contra danos no sistema de ficheiros ou software. Consequentemente, a LaCie recomenda que efectue sempre cópias de segurança regulares para proteger os dados. Terminologia RAID Para uma melhor compreensão do funcionamento RAID, comece por se familiarizar com a seguinte terminologia: Distribuição corresponde à divisão dos dados entre várias unidades. Os conjuntos de discos RAID distribuídos têm como objectivo, geralmente, reunir o máximo de capacidade num único volume. Replicação corresponde à cópia dos dados para vários discos. Os conjuntos de discos RAID replicados permitem, normalmente, a avaria de pelo menos um disco do conjunto sem ocorrer qualquer perda de dados, dependendo do nível RAID do conjunto. Tolerância a falhas permite que um conjunto de discos RAID continue em funcionamento (isto é, os dados armazenados no conjunto continuam disponíveis para o utilizador), em caso de avaria de um disco. Nem todos os conjuntos de discos RAID replicados são fáceis de utilizar. Por exemplo, alguns dispositivos RAID têm de ser encerrados antes da substituição de um disco avariado, enquanto que os dispositivos LaCie RAID permitem uma substituição do disco em funcionamento, mantendo o dispositivo ligado e os dados acessíveis durante a substituição do disco avariado.

2 Níveis RAID padrão (também denominado modo FAST em alguns dispositivos LaCie) corresponde ao modo RAID mais rápido. Necessitando de pelo menos 2 unidades, o distribui dados em cada disco. As capacidades disponíveis de cada disco são adicionadas em conjunto para que um volume lógico seja adicionado ao computador. Se um disco físico no conjunto falhar, os dados de todos os discos tornam-se inacessíveis, uma vez que determinadas partes dos dados foram gravadas em todos os discos. O é ideal para os utilizadores que necessitam do máximo de velocidade e capacidade. Os editores de vídeo que trabalham com ficheiros de grande dimensão podem utilizar o durante a edição de sequências de vídeo para obter o melhor desempenho em termos de reprodução. Um conjunto de discos é mais adequado para trabalhar activamente com ficheiros (na edição de vídeo, por exemplo) e não deve ser utilizado como uma solução de cópia de segurança de armazenamento única ou em sistemas cruciais para o negócio. D1 C2 D2 B3 C3 D3 A4 B4 C4 D4 Produtos LaCie com LaCie 2big quadra LaCie 4big quadra LaCie big disk quadra (incorporado) LaCie little big disk quadra (incorporado) LaCie 5big network +1 0 Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade. RAID nível 0 é calculada através da multiplicação do número de unidades pela capacidade do disco ou C = n*d, Por exemplo, num conjunto de discos com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 4000 GB: C = (4*1000) Página 2

3 (também denominado modo SAFE em alguns dispositivos LaCie) corresponde a um modo RAID seguro que requer, pelo menos, 2 unidades e funciona com pares de unidades. Um volume lógico é adicionado ao computador e a capacidade combinada disponível de ambas as unidades é limitada à capacidade do disco de menor capacidade. Se um disco físico falhar, os dados ficam imediatamente disponíveis no segundo disco. Não existe perda de dados se um disco falhar. O fornece o máximo de segurança dos dados em caso de avaria de um disco, mas, uma vez que os dados são gravados duas vezes, o desempenho é ligeiramente reduzido durante a gravação. O é uma boa opção se a segurança for mais importante do que a velocidade. Produtos LaCie com LaCie 2big quadra LaCie 2big network D1 E1 D1 E Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade. RAID nível 1 é calculada através da multiplicação do número de unidades pela capacidade do disco e divisão por 2, ou C = n*d/2 Por exemplo, num conjunto de discos com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 2000 GB: C = (4*1000)/2 Página 3

4 O utiliza a distribuição a nível de bytes com um disco de paridade dedicado (Disco 4 nas figuras, à direita), para que um volume seja adicionado ao computador. Um conjunto de discos pode tolerar a avaria de um disco sem ocorrer qualquer perda de dados. Se um disco físico falhar, os dados do mesmo podem ser reconstruídos num disco de substituição. Se um segundo disco falhar antes da reconstrução dos dados numa unidade de substituição, todos os dados no conjunto serão perdidos. O proporciona uma boa segurança dos dados para ambientes onde é efectuada a leitura de ficheiros sequenciais grandes, tais como ficheiros de vídeo. A avaria de um disco não provoca a interrupção do serviço, uma vez que a leitura dos dados é efectuada a partir de blocos de paridade. O é útil para as pessoas que necessitam de um bom desempenho e acesso constante aos respectivos dados, tais como editores de vídeo. O não é recomendado para uma utilização intensiva com ficheiros não sequenciais, uma vez que o desempenho de leitura aleatório é prejudicado pelo disco de paridade dedicado. A4 B4 C4 A5 B5 C2 C5 A6 B3 B6 C3 C6 Ap(1-3) Ap(4-6) Bp(1-3) Bp(4-6) Cp(1-3) Cp(4-6) Produtos LaCie com LaCie 4big quadra +1 0 Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade. RAID nível 3 é calculada através da subtracção de um ao número de unidades e multiplicação pela capacidade do disco, ou C = (n-1)*d Por exemplo, num conjunto de discos com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 3000 GB: C = (4-1)*1000 Página 4

5 Num, um dos discos no conjunto permanece vazio. Se uma unidade no conjunto falhar, os dados do disco avariado são automaticamente reconstruídos no disco vazio ou spare. Num a avaria de um disco não requer uma atenção imediata, uma vez que o sistema efectua a própria reconstrução utilizando a unidade sobresselente de troca em funcionamento, mas o disco avariado deve ser substituído assim que possível. Produtos LaCie com LaCie 4big quadra + Spare B3 C3 B4 C2 C4 Ap(1-2) Ap(3-4) Bp(1-2) Bp(3-4) Cp(1-2) Cp(3-4) Spare Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade. +1 é calculada através da subtracção de dois ao número de unidades e multiplicação pela capacidade do disco, ou C = (n-2)*d Por exemplo, num conjunto de discos RAID 3+Spare com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 2000 GB: C = (4-2)* Página 5

6 O combina a distribuição do com a redundância de dados num conjunto com um mínimo de três discos. A diferença entre o e o consiste no facto de uma configuração fornecer melhor desempenho à custa de um pouco menos de capacidade geral. Os dados são distribuídos por todos os discos, sendo gravado um bloco de paridade (P) para cada bloco de dados na mesma faixa. Se um disco físico falhar, os dados do mesmo podem ser reconstruídos num disco de substituição. Não serão perdidos quaisquer dados em caso de avaria de um único disco, mas, se um segundo disco falhar antes da reconstrução dos dados numa unidade de substituição, todos os dados no conjunto serão perdidos. O combina a segurança dos dados com a utilização eficaz do espaço em disco. A avaria de um disco não provoca a interrupção do serviço, uma vez que a leitura dos dados é efectuada a partir de blocos de paridade. O é útil em termos de arquivo e para as pessoas que necessitam de um bom desempenho e acesso constante aos respectivos dados, tais como editores de vídeo. Dp Cp D1 Bp C2 D2 Ap B3 C3 D3 Produtos LaCie com LaCie 4big quadra LaCie 5big network +1 0 Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade. RAID nível 5 é calculada através da subtracção de um ao número de unidades e multiplicação pela capacidade do disco, ou C = (n-1)*d Por exemplo, num conjunto de discos com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 3000 GB: C = (4-1)*1000 Página 6

7 é um conjunto de discos no qual um disco é utilizado como unidade sobresselente para reconstruir o sistema assim que um disco falhar. São necessários pelo menos quatro discos. Se um disco físico falhar, os dados permanecem disponíveis, uma vez que a respectiva leitura é efectuada a partir dos blocos de paridade. Os dados de um disco avariado são reconstruídos no disco sobresselente de troca em funcionamento. Quando um disco avariado é substituído, a substituição torna-se na nova unidade sobresselente de troca em funcionamento. Não serão perdidos quaisquer dados em caso de avaria de um único disco, mas, se um segundo disco falhar antes do sistema reconstruir os dados na unidade sobresselente de troca em funcionamento, todos os dados no conjunto serão perdidos. A principal vantagem do consiste no facto dos utilizadores poderem continuar a aceder aos dados mesmo durante a reconstrução dos mesmos na unidade sobresselente. O proporciona uma boa segurança dos dados, mas o espaço em disco está limitado pela presença da unidade sobresselente de troca em funcionamento, a qual não é utilizada até um dos outros discos falhar. A avaria de um disco não requer uma atenção imediata, uma vez que o sistema efectua a própria reconstrução utilizando a unidade sobresselente de troca em funcionamento, mas o disco avariado deve ser substituído assim que possível. Cp Bp Ap C2 Spare D1 D2 Dp Produtos LaCie com +1 0 LaCie 4big quadra LaCie 5big network Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade. é calculada através da subtracção de dois ao número de unidades e multiplicação pela capacidade do disco, ou C = (n-2)*d Por exemplo, num conjunto de discos RAID 5+Spare com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 2000 GB: C = (4-2)*1000 Página 7

8 No os dados são distribuídos por todos os discos (quatro, no mínimo), sendo gravados dois blocos de paridade para cada bloco de dados (p e q no diagrama à direita) na mesma faixa. Se um disco físico falhar, os dados do mesmo podem ser reconstruídos num disco de substituição. Este modo Raid pode suportar a avaria de dois discos, no máximo, sem qualquer perda de dados. O permite a reconstrução rápida dos dados a partir de um disco avariado. O assegura a fiabilidade dos dados juntamente com uma reconstrução eficaz em caso de avaria de uma unidade. Deste modo, o é útil para as pessoas que necessitam de uma segurança eficaz com menos ênfase no desempenho. Dp Cp Dq Bp Cq D2 Ap Bq C3 D3 Aq B3 C3 D3 Disk 5 Produtos LaCie com LaCie 5big network Como calcular a capacidade do Todos os discos num sistema devem ter a mesma capacidade é calculada através da subtracção de dois ao número de unidades e multiplicação pela capacidade do disco, ou C = (n-2)*d Por exemplo, num conjunto de discos com cinco unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 3000 GB: C = (5-2)*1000 Página 8

9 Níveis RAID imbricados +1 O +1 é um modo RAID seguro constituído por uma replicação de conjuntos distribuídos. Os conjuntos de discos +1 devem conter discos em múltiplos de quatro. Para os produtos LaCie com cinco discos, num conjunto de discos +1, o quinto disco será uma unidade sobresselente ou não será utilizado. No diagrama, à direita, o conjunto B é uma replicação do conjunto A. Pode ocorrer uma avaria em dois discos, no máximo, num conjunto de discos +1 sem se verificar qualquer perda de dados, desde que os discos avariados não façam parte de pares diferentes. No que diz respeito ao diagrama, pode ocorrer uma avaria no disco 1 e no disco 2 que os dados serão preservados nos discos 3 e O +1 proporciona velocidades satisfatórias devido à distribuição, mas diminui a capacidade disponível de um dispositivo para metade (partindo do princípio que todos os discos no conjunto têm a mesma capacidade). RAID0 A RAID1 RAID0 B Produtos LaCie com +1 Actualmente, não existem produtos LaCie C2 C2 D1 D2 D1 D Como calcular a capacidade do +1 Todos os discos num sistema +1 devem ter a mesma capacidade. +1 é calculada através da multiplicação do número de unidades pela capacidade do disco e divisão por 2, ou C = n*d/2 Por exemplo, num conjunto de discos RAID 0+1 com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 2000 GB: C = (4*1000)/2 Página 9

10 0 O 0 (também denominado +0) é outro nível RAID que combina os atributos dos outros níveis, especificamente o e o. Corresponde a uma faixa de conjuntos replicados, na qual os dados são distribuídos por dois conjuntos replicados. A distribuição é efectuada entre conjuntos e a replicação é efectuada no mesmo conjunto, tornando a reconstrução extremamente rápida. Os conjuntos de discos RAID 10 devem conter discos em múltiplos de quatro. Para os produtos LaCie com cinco discos, num conjunto de discos 0, o quinto disco será uma unidade sobresselente ou não será utilizado. Consulte o diagrama à direita. Num conjunto de discos 0, pode ocorrer a avaria de um disco em cada par replicado sem qualquer perda de dados. Contudo, o disco de trabalho num conjunto com um disco avariado torna-se no ponto fraco de todo o conjunto. Se ocorrer uma avaria no segundo disco de um par replicado, será perdido todo o conjunto. O 0 proporciona velocidades satisfatórias devido à distribuição, mas diminui a capacidade disponível de um dispositivo para metade (partindo do princípio que todos os discos no conjunto têm a mesma capacidade). 0 Produtos LaCie com 0 LaCie 4big quadra LaCie 5big network A5 A7 A5 A7 A4 A6 A8 A4 A6 A Como calcular a capacidade do 0 Todos os discos num sistema 0 devem ter a mesma capacidade. 0 é calculada através da multiplicação do número de unidades pela capacidade do disco e divisão por 2, ou C = n*d/2 Por exemplo, num conjunto de discos 0 com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 2000 GB: C = (4*1000)/2 Página 10

11 Outras configurações Quando os discos são concatenados, as respectivas capacidades são combinadas e os dados são gravados no disco principal do conjunto até o mesmo estar cheio e, em seguida, nos discos sucessivos. A concatenação não fornece qualquer tipo de vantagem em termos de desempenho ou medida adicional de segurança de dados. É apenas um método de combinação de dois discos físicos num único volume para obter uma melhor capacidade geral. A concatenação permite uma utilização total da capacidade de todos os discos no conjunto e a maioria dos dados resiste à avaria de um disco. Apenas são perdidos os dados no disco avariado e os dados parcialmente gravados no mesmo e num disco activo. Produtos LaCie com modo de concatenação Concatenation LaCie 2big network LaCie Ethernet Disk LaCie 2big quadra LaCie 4big quadra A B E F I J M N C D G H K L O P Como calcular a capacidade de concatenação de concatenação é calculada através da multiplicação do número de unidades pela capacidade do disco, ou C = n*d Por exemplo, num conjunto de concatenação com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 4000 GB: C = (4*1000) +1 0 Página 11

12 significa "Just a Bunch of Disks" (vários discos). Todos os discos do conjunto, quer façam parte de dispositivos separados ou do mesmo dispositivo, são adicionados ao computador como um disco separado. Produtos LaCie com modo Actualmente, não existem produtos LaCie Como calcular a capacidade A capacidade total de um conjunto corresponde à soma das capacidades de cada um dos respectivos discos, ou C = n*d A B E F I J M N C G K O D H L P Por exemplo, num conjunto com quatro unidades cada e uma capacidade de 1000 GB, a capacidade total do conjunto seria 4000 GB: C = (4*1000) +1 0 Página 12

13 +1 0 Documentação sobre a Tecnologia RAID da LaCie RAID0 H H H * H * H RAID1 H H RAID3 H RAID3+Spare H RAID5 H H RAID5+Spare H H RAID6 H RAID0+1 RAID10 H H H H H H * Incorporado Página 13 LaCie 2big quadra LaCie 4big quadra LaCie big disk quadra LaCie little big disk quadra LaCie Ethernet Disk LaCie 2big network LaCie 5big network

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