Entendendo os níveis RAID: RAID 0, 1, 5 & 6 Explicado

Compreendendo o RAID: Uma Introdução

RAID, que significa Array redundante de discotecas independentes, é uma tecnologia de armazenamento de dados que combina múltiplas unidades físicas em uma única unidade lógica. Os principais objetivos do RAID são melhorar desempenho, aumento redundância de dados, ou às vezes ambos, dependendo do nível RAID implementado.

Originalmente projetado para fornecer tolera à fala, distribuir dados em vários discos, o RAID evoluiu para atender diferentes necessidades, como aumentar as velocidades de leitura e gravidade ou garantir a disponibilidade de dados, mesmo quando o hardware falha. Isso torna o RAID especialmente valor em ambientes onde a integridade dos dados e o tempo de funcionamento são críticos, como em servidores, armamento corporativo e até mesmo alguns computadores pessoais de alto desempenho.

No seu núcleo, RAID usa técnicas como striping, espelhamento, e paridade para gerenciar como os dados são armazenados e protegidos nos discos:

• Desfiação dividir os dados em blocos e os espaços por vários discos, aumentando a velocidade, mas tipicamente sem redundância.
• Espelhamento duplica os meses dados em dois ou mais discos, propondo alta tolera à causa, mas ao custo da eficiência de armamento.
• Paridade envolve armazenar dados extras que podem ser usados para recuperar informações se um ou mais discotecas falarem, balanceando redundância e espaço de armamento utilizando.

A escola do novo RAID depende forte das necessidades específicas do usuário ou organização. Fatores como o risco aceitável de pede de dados, desempinho de leitura/escrita dessejado, capacidade de armamento disponível e restaurações orçamentárias todos desempinham um papel. Algumas configurações RAID focam na maximização da velocidade com redundância mínima, aproximando outras priorizam a proteção de dados mesmo que o desenvolvimento ou capacidade seja reduzido.

Também é importante notar que RAID não é um substituto para regular backups. Embora certos níveis RAID forneçam resiliência contra falhas de hardware, eles não protegem contra corrupção de dados, exclusão acidental ou eventos catastróficos como incêndio ou roubo. A implementação de RAID ao lado de uma estratégia de backup robusta é essencial para a segurança de dados abrangente.

RAID 0: striping para desempinho máximo

RAID 0, comumente referido como striping, é projetado principalmente para aumentar o desempenho de armazenamento, dividindo dados uniformemente em vários discos. Ao contrário de outros níveis RAID, RAID 0 não fornece qualquer forma de redundância ou tolerância a falhas - seu principal objetivo é maximizar ler e escrever velocidades.

Em um array RAID 0, os dados são divididos em pequenos blocos chamados listras, que são então escritos em todos os discos no array. Por exemplo, com dois discos no RAID 0, o primeiro bloco de dados é escrito para disco 1, o segundo bloco para disco 2, o terceiro para disco 1 novamente, e assim por diante. Este paralelismo permite o acesso simultâneo de dados, aumentando drasticamente o rendimento em comparação com uma única unidade.

O Ganho de Desempenho com RAID 0 é especialmente notável em tarefas que requerem grandes operações de leitura e gravidade sequenciais, como edição de vídeo, jogos ou trabalho com grandes bases de dados. Como vários discotecas funcionais em paralelo, o rendimento teórico escala quase linearmente com o número de unidades envolvidas.

No entanto, a falta de redundância significa que se um disco falhar, todos os dados no array são perdoados. Isso ocorre porque partes de cada arquivo estão espalhadas por todos os discos sem qualquer backup. A confiabilidade global do RAID 0 diminui à medida que você adiciona mais discos, uma vez que a chance de falha é cumulativa.

RAID 0 é frequente usado quando o desenvolvimento é priorizado sobre a proteção de dados, como em ambientes de armamento temporário ou discotecas de raspagem onde a velocidade é crítica, mas a perda de dados é aceitável. Tambem é como em configurações onde os dados já estão em backup em outro lugar.

Outra consideração é que os arrays RAID 0 requeem pelo menos dois discos, e todos os discos devem ser idealmente do mesmo tamanho e velocidade para evitar gargalos ou espaço desejado. A capacidade total utilizavel de um array RAID 0 equivale à soma de todas as capacidades de disco, uma vez que nenhum armamento é reservado para redundância.

RAID 1: Espelho para redundância de dados

RAID 1, muitas vezes chamado espelhamento, foca em protecção de dados criando uma cópia exata de todos os dados em dois ou mais discos. Cada operação de gravação duplica os dados simultaneamente em cada disco no array, garantindo que se um disco falhar, o outro(s) continua(m) a fornecer uma cópia intacta dos dados.

A principal vantagem do RAID 1 é a sua alta tolerância à falha. Como os dados existem em duplicado, o sistema pode mudar imediatamente para o(s) disco(s) saudável(s) restante(s) sem tempo de inatividade ou perda de dados. Isso torna o RAID 1 uma escolha ideal para sistemas críticos onde a disponibilidade e a integridade dos dados são fundamentais.

Ao contrário do RAID 0, o RAID 1 não melhora o desempenho de forma significativa, embora algumas implementações possam oferecer mais rápido velocidades de leitura lendo dados de vários discos em paralelo. Velocidades de gravação, no entanto, são tipicamente o mesmo que um único disco, porque os dados devem ser escritos de forma idêntica a todas as unidades espelhadas.

Do ponto de vista da eficiência de armamento, o RAID 1 tem um grande inconveniente: a capacidade de armamento utilizado é eficaz reduzida para metade, uma vez que cada dado de dados é duplicado. Por exemplo, duas unidades de 1 TB no RAID 1 fornecem apenas 1 TB de espaço utilizável.

As configurações RAID 1 geralmente requerem um mínimo de dois discotecas, mas às vezes podem ser estendidas para mais, criando músicas específicas para redundância ainda maior. No entanto, a implementação mais comum envolve apenas dois discos, equilibrando o custo com a proteção de dados.

É importante notar que, embora o RAID 1 proteja contra culpa de hardware, ele não protege contra problemas como exclusão acidental, corrupção de arquivos ou ataques de malware, uma vez que essas alterações são específicas instantâneas em todas as unidades. Portanto, é essencial combinar RAID 1 com uma estratégia de backup robusta.

RAID 5: Desempenho equilibrado e redundância

RAID 5 combina as vantagens de striping de dados com paridade distribuída oferecer uma combinação equilibrada de melhor desempenho, utilização eficiente de armazenamento e tolerância a falhas. Esta configuração requer pelo menos três discos para implementar.

No RAID 5, os blocos de dados e as informações de paridade são listados em todos os discos do array. A paridade é uma forma de dados de correlação de erros que permitem ao sistema reconstruir informações Perdidas se um único disco falhar. Ao contrato da duplicação total do RAID 1, os dados de paridade são distribuídos uniformemente, o que maximiza a capacidade de armamento utilizado em comparação com os simples especificações.

Esta abordagem significa que RAID 5 pode tolerar a falha de um disco sem perder quaisquer dados, tornando-se uma escolha popular para ambientes onde ambos protecção de dados e Eficiência de custódia são importantes. Após uma falha de disco, o sistema entra em um modo degradado, mas continua operando reconstruindo dados on-the-fly usando paridade dos discos restantes.

Performance-wise, RAID 5 oferece forte velocidades de leitura porque os dados são listrados e acessados em paralelo em várias unidades. No entanto, o desempenho de escrita pode ser mais lento em comparação com RAID 0 ou RAID 1 devido à sobrecarga de calcular e escrever dados de paridade cada vez que uma gravação ocorre.

A capacidade utilizada de um array RAID 5 é a capacidade total de todos os discos menos a capacidade de um disco, que é reservado para a paridade. Por exemplo, em uma matriz de quatro discotecas 1TB, o espaço total utilizado é 3TB, com 1TB usado para distribuição de paridade.

Enquanto RAID 5 fornece boa tolera à falha, não é imune aos riscos. O processo de recontrução de dados após uma fase de discoteca é intenso em recursos e aumenta a chance de encontrar outra pista de disco durante a recontrução, o que pode resultar em perda de dados. Portanto, RAID 5 é geralmente retornado quando se usa discotecas de alta qualidade e confiáveis e em sistemas onde rápida substituição e reconstituição são vidais.

RAID 6: Tolerância por causa aumentada com dupla participação

RAID 6 constrói sobre a fundação do RAID 5, adicionando uma camada extra de proteção através paridade dupla distribuída. Isso significa que os dados são listrados em vários discos, juntamente com dois blocos de paridade separados, permitindo que o array resista à falha de dois discos simultâneos sem perda de dados. Para implementar RAID 6, é necessário um mínimo de quatro discos.

A adição de um segundo bloco de paridade aumenta significativamente a tolerância à causa em relação ao RAID 5, rasgando o RAID 6 especialmente adaptado para grandes arrays de armamento onde o risco de causas múltiplas de disco durante as recontruções é maior. Isto é particularmente importante, pois as unidades modernas de alta capacidade levam mais tempo para reconstruir, aumentando a janela de vulnerabilidade.

Enquanto RAID 6 compartilha muitas características com RAID 5, a presença de dupla paridade impacta o desenvolvimento. As velocidades de leitura permanente fortes dedicados à striping de dados, mas as velocidades de gravidade são mais lentas em comparação com RAID 5 porque o sistema desenvolvido calcular e escreve dois conjuntos de dados de paridade para cada operação de gravidade. Esta complexidade indicada introduz mais despesas de processamento.

A eficiência de armamento no RAID 6 é menor do que no RAID 5, pois a capacidade equivalente de dois discos é reservada para a paridade. Por exemplo, em um array de seis discotecas com unidades 1TB, o armamento utilizado seria 4TB, com 2TB dedicado a dados de paridade.

RAID 6 é frequentemente favorecido em ambientes empresariais ou sistemas críticos onde disponibilidade de dados maximizados É necessário e onde as consequências da perda de dados ou do tempo de inatividade são graves. Sua capacidade de lidar com falhas de disco duplo fornece paz de espírito, especialmente em cenários com unidades de grande escala ou manutenção atrasada.

É importante ler que, apesar de sua alta tolerância à causa, o RAID 6 ainda não substitui a necessidade de backups regulares, pois não pode proteger contra problemas como corrupção de dados, erro humano ou eventos catastroficos. Combinando RAID 6 com um plano completo de backup e recuperação de dessastres garante o mais alto nível de segurança de dados.

Tabela de resumo: Comparando RAID 0, RAID 1, RAID 5 e RAID 6