Todo sobre los Sistemas RAID: Tipos, Ventajas y Desventajas

¿Qué es RAID?

El término RAID significa Redundant Array of Independent Disks, que se traduce como «conjunto redundante de discos independientes». Su filosofía consiste en disponer de varias unidades de disco conectadas entre sí, por medio de controladoras, software o una combinación de ambos. De esta manera, cuando una unidad física de disco falla o se viene abajo, los datos que se encontraban en dicha unidad no se pierden, sino que se reconstruyen usando la paridad de los mismos. Los beneficios de un RAID respecto a un único disco son uno o varios de los siguientes: mayor integridad, mayor tolerancia a fallos, mayor throughput (rendimiento) y mayor capacidad.

Tipos de RAID

RAID 0

En RAID 0, la información se divide entre todos los discos del sistema, de forma que no se establece ningún tipo de redundancia. El RAID 0 se usa normalmente para incrementar el rendimiento, aunque también puede utilizarse como forma de crear un pequeño número de grandes discos virtuales a partir de un gran número de pequeños discos físicos. Un RAID 0 puede ser creado con discos de diferentes tamaños, pero el espacio añadido al conjunto estará limitado por el tamaño del disco más pequeño.

Ventajas de RAID 0

• Proporciona alto rendimiento.
• Tiempos de acceso muy bajos.
• Posibilidad de acceso en paralelo.
• No tiene coste adicional.

Inconvenientes de RAID 0

• No es verdaderamente un disco RAID, ya que no presenta integridad de los datos.
• Un error en uno de los discos implica la pérdida total de los datos.

RAID 1

RAID 1 también es conocido como MDA (Mirrored Disk Array). En esta configuración, los discos se asocian por parejas y cada una de ellas almacenará la misma información. Cada pareja está formada por un disco primario, donde se leen y se escriben los datos, y un disco espejo, donde solamente se escriben las modificaciones y del que se leerán los datos cuando el primario falle. Esto resulta útil cuando el rendimiento en lectura es más importante que la capacidad. Un conjunto RAID 1 sólo puede ser tan grande como el más pequeño de sus discos. Un RAID 1 clásico consiste en dos discos en espejo, lo que incrementa exponencialmente la fiabilidad respecto a un solo disco; es decir, la probabilidad de fallo del conjunto es igual al producto de las probabilidades de fallo de cada uno de los discos.

Ventajas de RAID 1

• En caso de error de uno de los discos, se recuperan todos los datos.
• Es la arquitectura más rápida que representa tolerancia a fallo.
• Con un mínimo de dos discos es suficiente.

Inconvenientes de RAID 1

• Es bastante caro, ya que se emplea el doble de espacio del necesario.

RAID 5

RAID 5 es un sistema de discos independientes con integración de códigos de error mediante paridad, en donde los datos y la paridad se guardan en los mismos discos, por lo que se consigue aumentar la velocidad de demanda. La paridad nunca se guarda en los discos que contienen los datos que han generado dicha paridad, ya que, en el caso de que uno de ellos se estropeara, bastaría con regenerar los discos para que el dato pudiera volver a restablecerse. El RAID 5 ha logrado popularidad gracias a su bajo coste de redundancia. Generalmente, el RAID 5 se implementa con soporte hardware para el cálculo de la paridad. RAID 5 necesitará un mínimo de 3 discos para ser implementado. Cada vez que un bloque de datos se escribe en un RAID 5, se genera un bloque de paridad dentro de la misma división (stripe). Un bloque se compone a menudo de muchos sectores consecutivos de disco. Una serie de bloques (un bloque de cada uno de los discos del conjunto) recibe el nombre colectivo de división (stripe). Si otro bloque, o alguna porción de un bloque, es escrita en esa misma división, el bloque de paridad (o una parte del mismo) es recalculada y vuelta a escribir. El disco utilizado por el bloque de paridad está escalonado de una división a la siguiente, de ahí el término «bloques de paridad distribuidos». Las escrituras en un RAID 5 son costosas en términos de operaciones de disco y tráfico entre los discos y la controladora. Los bloques de paridad no se leen en las operaciones de lectura de datos, ya que esto sería una sobrecarga innecesaria y disminuiría el rendimiento. Sin embargo, los bloques de paridad se leen cuando la lectura de un sector de datos provoca un error de CRC. En este caso, el sector en la misma posición relativa dentro de cada uno de los bloques de datos restantes en la división y dentro del bloque de paridad en la división se utilizan para reconstruir el sector erróneo. El error CRC se oculta así al resto del sistema. De la misma forma, si falla un disco del conjunto, los bloques de paridad de los restantes discos son combinados matemáticamente con los bloques de datos de los restantes discos para reconstruir los datos del disco que ha fallado «al vuelo». El fallo de un segundo disco provoca la pérdida completa de los datos. El número máximo de discos en un grupo de redundancia RAID 5 es teóricamente ilimitado.

Ventajas de RAID 5

• Alto rendimiento en aplicaciones con gran demanda de velocidad.
• No se desaprovecha ningún disco exclusivamente para almacenar códigos de paridad.
• Se pueden recuperar los datos.

Inconvenientes de RAID 5

• Bajo rendimiento en escrituras.
• Se requiere un mínimo de tres discos.