Los discos duros son menos eficaces que el rendimiento general del sistema, provocando una descompensación entre el tratamiento de la información y una lenta lectura o grabación de datos. Por ello se invento un sistema para guardar información en varios discos duros a la vez por lo que el acceso se hace mas rápido ya que la carga se distribuye entre los diferentes discos duros, a esto se le llamo RAID.

Esta tecnología nos brinda mayor integridad, mejor tolerancia a fallos, más rendimiento y más capacidad que un sólo disco duro o un grupo de discos duros independientes; es una forma de obtener discos duros más grandes, más rápidos, más seguros y más baratos aprovechando la potencia de la CPU para tareas que necesitarían circuitos especializados y caros.


NIVELES DE RAID.

La elección de los diferentes niveles de RAID va a depender de las necesidades del usuario en lo que respecta a factores como seguridad, velocidad, capacidad, coste, etc. Cada nivel de RAID ofrece una combinación específica de tolerancia a fallos (redundancia), rendimiento y coste, diseñadas para satisfacer las diferentes necesidades de almacenamiento. La mayoría de los niveles RAID pueden satisfacer de manera efectiva sólo uno o dos de estos criterios. No hay un nivel de RAID mejor que otro; cada uno es apropiado para determinadas aplicaciones y entornos informáticos. De hecho, resulta frecuente el uso de varios niveles RAID para distintas aplicaciones del mismo servidor. Oficialmente existen siete niveles diferentes de RAID (0-6), definidos y aprobados por el el RAID Advisory Board (RAB). Luego existen las posibles combinaciones de estos niveles (10, 50, ...). Los niveles RAID 0, 1, 0+1 y 5 son los más populares.

RAID 0: Disk Striping "La más alta transferencia, pero sin tolerancia a fallos".

También conocido como "separación ó fraccionamiento/ Striping, (también llamado conjunto dividido o volumen dividido) distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos sin información de paridad oredundancia, es decir, no ofrece tolerancia al fallo (si ocurriese alguno, la información de los discos se perdería y debería restaurarse desde una copia de seguridad).

RAID 1: Mirroring "Redundancia. Más rápido que un disco y más seguro"


También llamado "Mirroring" o "Duplicación" (Creación de discos en espejo). Se basa en la utilización de discos adicionales sobre los que se realiza una copia en todo momento de los datos que se están modificando. RAID 1 ofrece una excelente disponibilidad de los datos mediante la redundancia total de los mismos. Para ello, se duplican todos los datos de una unidad o matriz en otra. De esta manera se asegura la integridad de los datos y la tolerancia al fallo, pues en caso de avería, la controladora sigue trabajando con los discos no dañados sin detener el sistema. Los datos se pueden leer desde la unidad o matriz duplicada sin que se produzcan interrupciones. RAID 1 es una alternativa costosa para los grandes sistemas, ya que las unidades se deben añadir en pares para aumentar la capacidad de almacenamiento. Sin embargo, RAID 1 es una buena solución para las aplicaciones que requieren redundancia cuando hay sólo dos unidades disponibles. Los servidores de archivos pequeños son un buen ejemplo. Se necesita un mínimo de dos unidades para implementar una solución RAID 1.

RAID 2: "Acceso paralelo con discos especializados. Redundancia a través del código Hamming"

El RAID nivel 2 adapta la técnica comúnmente usada para detectar y corregir errores en memorias de estado sólido. En un RAID de nivel 2, el código ECC (Error Correction Code) se intercala a través de varios discos a nivel de bit. El método empleado es el Hamming. Puesto que el código Hamming se usa tanto para detección como para corrección de errores (Error Detection and Correction), RAID 2 no hace uso completo de las amplias capacidades de detección de errores contenidas en los discos. Las propiedades del código Hamming también restringen las configuraciones posibles de matrices para RAID 2, particularmente el cálculo de paridad de los discos. Por lo tanto, RAID 2 no ha sido apenas implementado en productos comerciales, lo que también es debido a que requiere características especiales en los discos y no usa discos estándares.

RAID 3: "Acceso síncrono con un disco dedicado a paridad"


Dedica un único disco al almacenamiento de información de paridad. La información de ECC (Error Checking and Correction) se usa para detectar errores. La recuperación de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información registrada en los otros discos. La operación I/O accede a todos los discos al mismo tiempo, por lo cual el RAID 3 es mejor para sistemas de un sólo usuario con aplicaciones que contengan grandes registros.


RAID 4: "Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad."


Basa su tolerancia al fallo en la utilización de un disco dedicado a guardar la información de paridad calculada a partir de los datos guardados en los otros discos. En caso de avería de cualquiera de las unidades de disco, la información se puede reconstruir en tiempo real mediante la realización de una operación lógica de O exclusivo. Debido a su organización interna, este RAID es especialmente indicado para el almacenamiento de ficheros de gran tamaño, lo cual lo hace ideal para aplicaciones gráficas donde se requiera, además, fiabilidad de los datos. Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar una solución RAID 4. La ventaja con el RAID 3 está en que se puede acceder a los discos de forma individual.


RAID 5: "Acceso independiente con paridad distribuida."


Este array ofrece tolerancia al fallo, pero además, optimiza la capacidad del sistema permitiendo una utilización de hasta el 80% de la capacidad del conjunto de discos. Esto lo consigue mediante el cálculo de información de paridad y su almacenamiento alternativo por bloques en todos los discos del conjunto. La información del usuario se graba por bloques y de forma alternativa en todos ellos. De esta manera, si cualquiera de las unidades de disco falla, se puede recuperar la información en tiempo real, sobre la marcha, mediante una simple operación de lógica de O exclusivo, sin que el servidor deje de funcionar.

RAID 6: "Acceso independiente con doble paridad"


Similar al RAID 5, pero incluye un segundo esquema de paridad distribuido por los distintos discos y por tanto ofrece tolerancia extremadamente alta a los fallos y a las caídas de disco, ofreciendo dos niveles de redundancia. Hay pocos ejemplos comerciales en la actualidad, ya que su coste de implementación es mayor al de otros niveles RAID, ya que las controladoras requeridas que soporten esta doble paridad son más complejas y caras que las de otros niveles RAID. Así pues, comercialmente no se implementa.

RAID 5E y RAID 6E.

Se suele llamar RAID 5E y RAID 6E a las variantes de RAID 5 y RAID 6 que incluyen discos de reserva
. Estos discos pueden estar conectados y preparados (hot spare) o en espera (standby spare). En los RAID 5E y RAID 6E, los discos de reserva están disponibles para cualquiera de las unidades miembro. No suponen mejora alguna del rendimiento, pero sí se minimiza el tiempo de reconstrucción (en el caso de los discos hot spare) y las labores de administración cuando se producen fallos. Un disco de reserva no es realmente parte del conjunto hasta que un disco falla y el conjunto se reconstruye sobre el de reserva.


NIVELES RAID ANIDADOS.

Los RAIDs anidados se indican normalmente uniendo en un solo número los correspondientes a los niveles RAID usados, añadiendo a veces un «+» entre ellos. Por ejemplo, el RAID 10 (o RAID 1+0) consiste conceptualmente en múltiples conjuntos de nivel 1 almacenados en discos físicos con un nivel 0 encima, agrupando los anteriores niveles 1. En el caso del RAID 0+1 se usa más esta forma que RAID 01 para evitar la confusión con el RAID 1. Sin embargo, cuando el conjunto de más alto nivel es un RAID 0 (como en el RAID 10 y en el RAID 50), la mayoría de los vendedores eligen omitir el «+», a pesar de que RAID 5+0 sea más informativo.

Al anidar niveles RAID, se suele combinar un nivel RAID que proporcione redundancia con un RAID 0 que aumenta el rendimiento. Con estas configuraciones es preferible tener el RAID 0 como nivel más alto y los conjuntos redundantes debajo, porque así será necesario reconstruir menos discos cuando uno falle. (Así, el RAID 10 es preferible al RAID 0+1 aunque las ventajas administrativas de «dividir el espejo» del RAID 1 se perderían.)

Un RAID 0+1 (también llamado RAID 01, que no debe confundirse con RAID 1) es un RAID usado para replicar y compartir datos entre varios discos. La diferencia entre un RAID 0+1 y un RAID 1+0 es la localización de cada nivel RAID dentro del conjunto final: un RAID 0+1 es un espejo de divisiones.


El RAID 10 es a menudo la mejor elección para bases de datos de altas prestaciones, debido a que la ausencia de cálculos de paridad proporciona mayor velocidad de escritura.


El RAID 30 o división con conjunto de paridad dedicado es una combinación de un RAID 3 y un RAID 0. El RAID 30 proporciona tasas de transferencia elevadas combinadas con una alta fiabilidad a cambio de un coste de implementación muy alto. La mejor forma de construir un RAID 30 es combinar dos conjuntos RAID 3 con los datos divididos en ambos conjuntos. El RAID 30 trocea los datos en bloque más pequeños y los divide en cada conjunto RAID 3, que a su vez lo divide en trozos aún menores, calcula la paridad aplicando un XOR
a cada uno y los escriben en todos los discos del conjunto salvo en uno, donde se almacena la información de paridad. El tamaño de cada bloque se decide en el momento de construir el RAID.

Un RAID 100, a veces llamado también RAID 10+0, es una división de conjuntos RAID 10. El RAID 100 es un ejemplo de «RAID cuadriculado», un RAID en el que conjuntos divididos son a su vez divididos conjuntamente de nuevo.


Un RAID 50, a veces llamado también RAID 5+0, combina la división a nivel de bloques de un RAID 0 con la paridad distribuida de un RAID 5, siendo pues un conjunto RAID 0 dividido de elementos RAID 5.



NIVELES RAID PROPIETARIOS.

Aunque todas las implementaciones de RAID difieren en algún grado de la especificación idealizada, algunas compañías han desarrollado implementaciones RAID completamente propietarias que difieren sustancialmente de todas las demás.

RAID 1.5 es un nivel RAID propietario de HighPoint a veces incorrectamente denominado RAID 15. Por la poca información disponible, parece ser una implementación correcta de un RAID 1. Cuando se lee, los datos se recuperar de ambos discos simultáneamente y la mayoría del trabajo se hace en hardware en lugar de en el controlador software.

RAID 7 es una marca registrada de Storage Computer Corporation, que añade cachés a un RAID 3 o RAID 4 para mejorar el rendimiento. Este tipo incluye un sistema operativo incrustado de tiempo real como controlador, haciendo las operaciones de caché a través de un bus de alta velocidad y otras características de un ordenador sencillo. Todas las transferencias son asincronas. Y las E/S están centralizadas por la caché. Se necesita un disco de paridad exclusivo. El agente SNMP permite su administración remota. Un vendedor ofrece este sistema.

RAID S es un sistema RAID de paridad distribuida propietario de EMC Corporation usado en sus sistemas de almacenamiento Symmetrix. Cada volumen reside en un único disco físico, y se combinan arbitrariamente varios volúmenes para el cálculo de paridad. EMC llamaba originalmente a esta característica RAID S y luego la rebautizó RAID de paridad (Parity RAID) para su plataforma Symmetrix DMX. EMC ofrece también actualmente un RAID 5 estándar para el Symmetrix DMX .

9 comentarios:

Laura dijo...

Comparación de los 5 Niveles RAID, que ofrecen diferentes niveles de redundancia y performance:

* RAID 0: Conocido como Striping o JBOD (Just a Bunch of Drives). Los datos se distribuyen a través de los discos, sin proveer datos de redundancia.
Los Pro: Al repartir el trabajo de carga de los discos, mejora el performance de entrada y salida de los datos.
Los Contra: No ofrece redundancia de discos. Si un disco falla, se pierde la información.

* RAID 1: Conocido como Mirroring o Discos Espejados. El RAID 1 requiere contar con pares de discos iguales. Se recomienda para Sistemas pequeños o medianos ya que los datos de redundancia ocupan un 50% de la capacidad total.
Lo Pro: Este nivel es altamente confiable y optimiza la performance de lectura de datos.
Los Contra: Para altas capacidades, el sistema resulta caro ya que un 50% de la inversión en discos está dedicado a la redundancia.

* RAID 2: Los datos son distribuidos a nivel bit. Discos con múltiple corrección de errores proveen la redundancia. Este nivel RAID no se implementa comercialmente.

* RAID 3: Los datos son distribuidos a nivel byte y los datos de paridad se alojan en uno de los discos. El RAID Nivel 3 requiere un mínimo de 3 discos.
Lo Pro: Este nivel ofrece una alta transferencia de datos, y no disminuye la performance de grabación cuando un drive debe reconstruirse desde la paridad. La aplicación ideal de RAID 3 es un sistema de alta capacidad donde el tamaño promedio de un file transferencia es de 750Kb.
Los Contra: este nivel es poco eficiente para manejar pequeños bloques de datos.

* RAID 4: Los datos son distribuidos en bloques y uno de los drives aloja la información de paridad. Este nivel RAID casi no se implementa comercialmente.

* RAID 5: Los datos son distribuidos en bloques y la información de paridad rota entre todos los discos del array. El RAID Nivel 5 requiere un mínimo de 3 discos.
Los Pro: Este nivel RAID es ideal para sistemas de alta capacidad y es el que ofrece mejor capacidad y un alto I/O rate sobre todo en los casos de transferencia de pequeños bloques de datos (por ejemplo de 32-128Kb).

El disk Array y el Back-Up
Un Disk Array nos brinda seguridad de trabajo con los datos, ya que en caso que falle algún componente o de hecho, se dañe alguno de los discos rígidos, el Sistema seguirá funcionando ininterrumpidamente y no perderá los datos -dependiendo de los niveles de seguridad que se haya elegido.
Sin embargo, tener los datos en un Sistema Disk Array no significa que los datos estén resguardados. El resguardo de datos se hace para que sea lo que fuere que ocurra con los discos rígidos, ya sean fallas del hardware, errores o siniestros -como robo, incendio, inundaciones, boicot, error humano, derrumbes en el edificio donde esté el sistema, etc.- que provoquen la pérdida parcial o total de nuestros datos; se tenga una copia de los datos de el día anterior o por lo menos de una semana atrás. Esa copia es el backup, que debe realizarse sobre una cinta o un medio óptico, y debe guardarse en un lugar físico distinto y alejado de donde se encuentran los discos. Entonces un Sistema Disk Array requiere indefectiblemente el Back-up.

Pedro P dijo...

La tecnología RAID se utiliza también con mucha frecuencia para mejorar el rendimiento de servidores y estaciones de trabajo. Estos dos objetivos, protección de datos y mejora del rendimiento, no se excluyen entre sí.

RAID ofrece varias opciones, llamadas niveles RAID, cada una de las cuales proporciona un equilibrio distinto entre tolerancia a fallos, rendimiento y coste.

Todos los sistemas RAID suponen la pérdida de parte de la capacidad de almacenamiento de los discos, para conseguir la redundancia o almacenar los datos de paridad.

Los sistemas RAID profesionales deben incluir los elementos críticos por duplicado: fuentes de alimentación y ventiladores redundantes y Hot Swap. De poco sirve disponer de un sistema tolerante al fallo de un disco si después falla por ejemplo una fuente de alimentación que provoca la caída del sistema.

También cada vez es más recomendable, sobre todo en instalaciones de cluster, configuraciones de dos controladoras redundantes y Hot Swap, de manera que en el caso de fallo de una de ellas se puede proceder a su sustitución sin tener que detener el funcionamiento del sistema. Además, esta configuración con controladoras redundantes nos permite conectar el sistema RAID a diferentes servidores simultáneamente.

Pedro P dijo...

La tecnología RAID se utiliza también con mucha frecuencia para mejorar el rendimiento de servidores y estaciones de trabajo. Estos dos objetivos, protección de datos y mejora del rendimiento, no se excluyen entre sí.

RAID ofrece varias opciones, llamadas niveles RAID, cada una de las cuales proporciona un equilibrio distinto entre tolerancia a fallos, rendimiento y coste.

Todos los sistemas RAID suponen la pérdida de parte de la capacidad de almacenamiento de los discos, para conseguir la redundancia o almacenar los datos de paridad.

Los sistemas RAID profesionales deben incluir los elementos críticos por duplicado: fuentes de alimentación y ventiladores redundantes y Hot Swap. De poco sirve disponer de un sistema tolerante al fallo de un disco si después falla por ejemplo una fuente de alimentación que provoca la caída del sistema.

También cada vez es más recomendable, sobre todo en instalaciones de cluster, configuraciones de dos controladoras redundantes y Hot Swap, de manera que en el caso de fallo de una de ellas se puede proceder a su sustitución sin tener que detener el funcionamiento del sistema. Además, esta configuración con controladoras redundantes nos permite conectar el sistema RAID a diferentes servidores simultáneamente.

Yannitza dijo...

RAID proporciona tolerancia a fallos, mejora el rendimiento del sistema y aumenta la productividad.

Tolerancia a fallos: RAID protege contra la pérdida de datos y proporciona recuperación de datos en tiempo real con acceso interrumpido en caso de que falle un disco.

Mejora del Rendimiento/ Velocidad: Una matriz consta de dos o más discos duros que ante el sistema principal funcionan como un único dispositivo. Los datos se desglosan en fragmentos que se escriben en varias unidades de forma simultánea. Este proceso, denominado fraccionamiento de datos, incrementa notablemente la capacidad de almacenamiento y ofrece mejoras significativas de rendimiento. RAID permite a varias unidades trabajar en paralelo, lo que aumenta el rendimiento del sistema.

Mayor Fiabilidad: Las soluciones RAID emplean dos técnicas para aumentar la fiabilidad: la redundancia de datos y la información de paridad. La redundancia implica el almacenamiento de los mismos datos en más de una unidad. De esta forma, si falla una unidad, todos los datos quedan disponibles en la otra unidad, de inmediato. Aunque este planteamiento es muy eficaz, también es muy costoso, ya que exige el uso de conjuntos de unidades duplicados. El segundo planteamiento para la protección de los datos consiste en el uso de la paridad de datos. La paridad utiliza un algoritmo matemático para describir los datos de una unidad. Cuando se produce un fallo en una unidad se leen los datos correctos que quedan y se comparan con los datos de paridad almacenados por la matriz. El uso de la paridad para obtener fiabilidad de los datos es menos costoso que la redundancia, ya que no requiere el uso de un conjunto redundante de unidades de disco.

Alta Disponibilidad: RAID aumenta el tiempo de funcionamiento y la disponibilidad de la red. Para evitar los tiempos de inactividad, debe ser posible acceder a los datos en cualquier momento. La disponibilidad de los datos se divide en dos aspectos: la integridad de los datos y tolerancia a fallos. La integridad de los datos se refiere a la capacidad para obtener los datos adecuados en cualquier momento. La mayoría de las soluciones RAID ofrecen reparación dinámica de sectores, que repara sobre la marcha los sectores defectuosos debidos a errores de software. La tolerancia a fallos, el segundo aspecto de la disponibilidad, es la capacidad para mantener los datos disponibles en caso de que se produzcan uno o varios fallos en el sistema.

Exposición_Buses dijo...

RAID es un método de combinación de varios discos duros para formar una única unidad lógica en la que se almacenan los datos de forma redundante. Ofrece mayor tolerancia a fallos y más altos niveles de rendimiento que un sólo disco duro o un grupo de discos duros independientes.
• RAID puede mejorar el rendimiento de ciertas aplicaciones. Los niveles RAID 0, 5 y 6 usan variantes de división (striping) de datos, lo que permite que varios discos atienda simultáneamente las operaciones de lectura lineales, aumentando la tasa de transferencia sostenida. Las aplicaciones de escritorio que trabajan con ficheros grandes, como la edición de vídeo e imágenes, se benefician de esta mejora. También es útil para las operaciones de copia de respaldo de disco a disco. Además, si se usa un RAID 1 o un RAID basado en división con un tamaño de bloque lo suficientemente grande se logran mejoras de rendimiento para patrones de acceso que implique múltiples lecturas simultáneas (por ejemplo, bases de datos multiusuario).
RAID Z
El sistema de ficheros ZFS de Sun Microsystems implementa un esquema de redundancia integrado parecido al RAID 5 que se denomina RAID Z. Esta configuración evita el «agujero de escritura» del RAID 5 y la necesidad de la secuencia leer-modificar-escribir para operaciones de escrituras pequeñas efectuando sólo escrituras de divisiones (stripes) completas, espejando los bloques pequeños en lugar de protegerlos con el cálculo de paridad, lo que resulta posible gracias a que el sistema de ficheros conoce la estructura de almacenamiento subyacente y puede gestionar el espacio adicional cuando lo necesita.

Orlando Noguera dijo...

RAID es un método de combinación de varios discos duros para formar una única unidad lógica en la que se almacenan los datos de forma redundante. Ofrece mayor tolerancia a fallos y más altos niveles de rendimiento que un sólo disco duro o un grupo de discos duros independientes.
• RAID puede mejorar el rendimiento de ciertas aplicaciones. Los niveles RAID 0, 5 y 6 usan variantes de división (striping) de datos, lo que permite que varios discos atienda simultáneamente las operaciones de lectura lineales, aumentando la tasa de transferencia sostenida. Las aplicaciones de escritorio que trabajan con ficheros grandes, como la edición de vídeo e imágenes, se benefician de esta mejora. También es útil para las operaciones de copia de respaldo de disco a disco. Además, si se usa un RAID 1 o un RAID basado en división con un tamaño de bloque lo suficientemente grande se logran mejoras de rendimiento para patrones de acceso que implique múltiples lecturas simultáneas (por ejemplo, bases de datos multiusuario).
RAID Z
El sistema de ficheros ZFS de Sun Microsystems implementa un esquema de redundancia integrado parecido al RAID 5 que se denomina RAID Z. Esta configuración evita el «agujero de escritura» del RAID 5 y la necesidad de la secuencia leer-modificar-escribir para operaciones de escrituras pequeñas efectuando sólo escrituras de divisiones (stripes) completas, espejando los bloques pequeños en lugar de protegerlos con el cálculo de paridad, lo que resulta posible gracias a que el sistema de ficheros conoce la estructura de almacenamiento subyacente y puede gestionar el espacio adicional cuando lo necesita.

Valerio Gascón dijo...

Solamente queria comentar el nuevo Xserver RAID de apple, donde cada uno de los discos duros se conecta a un canal exclusivo para eliminar atascos y aprovechar al maximo la conexión al host mediante un canal de fibra a 400 MB/s. Cada Xserver RAID soporta hasta 10.5 TB en 14 discos de sustitución en caliente. Sin duda el Xserver es la mejor opción de almacenamiento RAID Externo.

Si sacamos cuenta sobre el coste por gigabyte, nos damos cuenta de que el del Xserve RAID es el más interesante. El Xserve RAID ofrece hasta 10.5 TB de almacenamiento de alto rendimiento por sólo $1.31 por gigabyte, mucho menos que las soluciones de Dell, HP, Sun o IBM. Se fue el tiempo en que los presupuestos para las TI parecían ilimitados, así como los cheques en blanco para la gestión de recursos digitales. Por eso, si se necesit reducir costes sin reducir la calidad de tu trabajo sin duda esta es una excelente opción.

Equipo3 dijo...

Bueno solo queria comentarles que las 2 tecnologia raid que se encuentran mas ampliamente aplicadas son las RAID 2 o mirroring (espejo) y la raid 5, por 2 causas especificas respectivamente. La primera es que el raid 2 es mucho mas economico de implantar y proporciona cierta confiabilidad de los datos. Permite con facilidad configurar una red de alta disponibilidad ya que al fallar una de la imagenes entra en funcionamiento la otra.
Para el caso del raid 5 se ha convertido en una de las mas populares ya que es la mas segura en cuanto a la disponibilidad de los datos y en su segmento, la mas economica de implantar. La tecnologia soporta lka perdidad de un disco, pero cuando esto sucede se pierde la proteccion del arreglo y y se es vulnerable a que se daño otro de los discos lo que causaria la perdida de la data por completo.

Elly dijo...

Muchas gracias por tu valioso aporte, he estado estudiando sobre mantenimiento, configuración y recuperacion raid para prepararme de cara mi carrera profesional