Tecnología RAID: Optimización del Almacenamiento en Discos

¿Qué es y para qué se usa?

RAID (Redundant Array of Independent Disks) es un sistema de almacenamiento que utiliza combinaciones de discos para obtener un disco con mejores prestaciones o mayor seguridad. También conocido como «conjunto redundante de discos», un RAID distribuye o replica los datos entre múltiples discos duros o SSD. Dependiendo de su configuración (nivel), los beneficios de un RAID respecto a un único disco son: mayor integridad, mayor tolerancia a fallos, mayor rendimiento y mayor capacidad.

Niveles de RAID

Existen varios niveles de RAID. Los más usados son el 0, el 1 y el 5, cuyas características más importantes son:

Nivel 0: Rendimiento

Un RAID de nivel 0 distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos sin información de paridad que proporcione redundancia. El RAID 0 no es redundante y se usa normalmente para incrementar el rendimiento. También puede utilizarse para crear un pequeño número de grandes discos virtuales a partir de un gran número de pequeños discos físicos.

• Fraccionamiento en discos: los datos se escriben fraccionados en diferentes discos.
• Requiere al menos dos discos duros.
• No proporciona redundancia de datos.
• Si algún disco falla, se pierde la información.
• Mejora las prestaciones en velocidades de rendimiento de datos.
• El S.O. ‘ve’ un disco único (disco lógico).

Nivel 1: Seguridad

Un RAID de nivel 1 crea una copia exacta (o espejo) de un conjunto de datos en dos o más discos. 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.

• Discos ‘espejos’ (mirroring): los datos se escriben en más de un disco.
• Se usan normalmente dos discos duros.
• Se produce una imagen ‘espejo’ idéntica al disco principal.
• Hay una penalización en velocidad de escritura y lectura.
• Si algún disco falla, NO se pierde la información.
• El S.O. ‘ve’ un disco único (disco lógico).
• Si usamos dos controladoras se denomina ‘Mirror-Duplexing’.

Nivel 5: Rendimiento y Tolerancia a Fallos

Un RAID de nivel 5 combina fraccionamiento de discos con paridad distribuida.

• Se distribuyen los datos y la paridad de forma ordenada en los diferentes discos. No hay discos ‘dedicados’ a una labor.
• Requiere al menos tres discos.
• Aprovecha 2/3 de la capacidad total para datos.
• Es la implementación RAID más extendida.

Cualidades y Defectos de cada RAID

• RAID 0:
  • Ventajas: prestaciones elevadas.
  • Desventajas: si un disco se daña, se pierde toda la información. Requiere un mínimo de 2 discos.
• RAID 1:
  • Ventajas: seguridad elevada.
  • Desventajas: capacidad total dividida por dos. Requiere un mínimo de 2 discos.
• RAID 5:
  • Ventajas: prestaciones elevadas como en RAID 0, con seguridad incluida.
  • Desventajas: capacidad útil de 2/3 de la total.

Redundancia

La redundancia consiste en guardar los datos en más de un disco. Si un disco falla, se puede acceder a los datos desde otro(s) disco(s). La escritura es más lenta.

Fraccionamiento (Striping)

El fraccionamiento de datos (striping) consiste en repartir los datos entre varios discos. Permite el acceso paralelo a los discos, lo que incrementa el rendimiento (transferencia de datos) y la búsqueda. Si se estropea un disco, se pierden datos.

Implementación de RAID

RAID es un modo de funcionamiento, pero no especifica cómo se implementa:

• Se requieren varios discos conectados al sistema, normalmente a una controladora SCSI, aunque no necesariamente.
• Se puede usar ATA y SATA.
• El control de los discos puede ser por software del sistema o por hardware/firmware de la controladora.

La solución por software es más barata y no requiere una controladora especial, pero carga al S.O. con la tarea de realizar las operaciones en los discos.

El RAID por hardware en la controladora permite mayor velocidad y no carga al S.O. De hecho, el S.O. no ‘sabe’ que hay una gestión RAID. Es la forma más común de instalación.