RAID DE discos

 RAID de dicos

(Redundant Array of Independent Disks)

Que son los RAID

RAID es un acrónimo del inglés que significa Redundant Array of Independent Disks, literalmente «matriz de discos independientes redundantes», aunque no todos los sistemas RAID proporcionan redundancia.

La finalidad de un sistema RAID de discos es la de proteger los datos en caso de que un disco duro falle, o en algunos casos tiene como función principal mejorar la velocidad de lectura de varios discos que conforman un único volumen.

En otras palabras, consiste en crear un único volumen con varios discos duros funcionando en conjunto.

Como funcionan los RAID

Un sistema RAID funciona emplazando los datos en varios discos duros, y permitiendo que las operaciones de entrada y salida (I/O) funcionen de manera balanceada, mejorando el rendimiento. En otras palabras, o bien los datos se escriben en ambos discos al mismo tiempo, o bien se escribe un dato en uno, y otro dato en otro para repartir el trabajo.

Dicho de otra manera, lo que hacen es almacenar una información dividida entre varias unidades distintas. De esta manera se accede a ellos en paralelo y se duplica la velocidad de acceso.

Para que un sistema RAID funcione es necesaria la presencia de una controladora RAID, y puede ser o bien por hardware, o bien por software. 

Historia de RAID 

La terminología RAID fue inventada por David Patterson, Randy Katz y Garth Gibson en el año 1987, en la Universidad de Berkeley, en California. A pesar de ello, este concepto existe desde el año 1977. En el año 1983, la compañía DEC comenzó a suministrar diferentes sistemas de discos RA8X, lo que hoy se conoce como RAID 1. Luego en 1986 IBM registró una patente que con el paso del tiempo se convertiría en RAID 5.

Se puede decir que hasta hace unos cuantos años, el sistema RAID era algo que no solo era común sino esencial y exclusivo, sobre todo por su gran coste a nivel industrial. A pesar de ello, en aquellos momentos era muy normal que muchas empresas tuviesen implantado este sistema  en muchos de sus equipos informáticos. Esto,  gracias a los excelentes rendimientos que proporcionaban.

Hoy en día, tras la desaparición del IDE y que el SATA se haya convertido en el estándar, la tecnología RAID se ha convertido,  sobre todo a niveles básicos, en algo  muy barato de fabricar. Por ello, un gran número de las placas base de consumo, la incluyen en diferentes niveles.

Beneficios de un RAID

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

1.  Tolerancia a fallos: Un 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.

2.  Mejora del Rendimiento/ Velocidad: Un RAID 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.

3. 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. 

4.  Alta Disponibilidad: El RAID aumenta el tiempo de funcionamiento y la disponibilidad del sistema. Para evitar los tiempos de inactividad, debe ser posible acceder a los datos en cualquier momento. La disponibilidad de los datos depende de 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.

Desventajas y limitaciones

Al utilizar varios discos duros para implementar RAID, el coste total del almacenamiento aumenta en comparación con un solo disco. 

La mayoría de los niveles de RAID mejoran el rendimiento de lectura y escritura de datos, en algunos casos, como RAID 1, el rendimiento puede ser inferior al de un solo disco. Y hay que tener en cuenta que la configuración y administración de un sistema RAID puede ser más compleja que la de un sistema de almacenamiento convencional.

Por último, aunque RAID proporciona una mayor redundancia y tolerancia a fallos, si fallan varios discos duros simultáneamente, se pueden perder datos. Así que es un error creer que reemplaza las copias de seguridad. 

Tipos de RAID:

RAID 0:

1.  Los datos se desglosan en pequeños segmentos y se distribuyen entre varias unidades de disco conectadas en paralelo, permitiendo una transferencia simultánea de datos a todos ellos, a una gran velocidad

2.  no ofrece tolerancia al fallo, al no existir redundancia de datos. El fallo de  cualquier disco de la matriz tendría como resultado la pérdida de los datos y sería necesario restaurarlos desde una copia de seguridad.

3.  Es una buena solución para cualquier aplicación que necesite un almacenamiento a gran velocidad pero que no requiera tolerancia a fallos (audio, video o CAD/CAM)

4.       Se necesita un mínimo de dos unidades de disco para implementar una solución RAID 0.

RAID 1:

1. Ofrece una excelente disponibilidad de los datos mediante la redundancia total de los mismos.

2. Duplica todos los datos de una unidad o matriz en otra, asegurando 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.

3. Los datos se pueden leer desde la unidad o matriz duplicada sin que se produzcan interrupciones.

RAID 2:

1. Adapta los códigos de Hamming comúnmente usada para detectar y corregir errores en memorias de estado sólido. El código ECC (Error Correction  Code) se intercala a través de varios discos a nivel de bit.

2. No hace uso completo de las amplias capacidades de detección de errores contenidas en los discos.

3.  No ha sido apenas implementado en productos comerciales, ya que requiere características especiales en los discos y no usa discos estándares.

RAID 3:

1. Distribuye los datos a nivel de byte en vez de a nivel de bloque y dedica un disco entero a la paridad.

2. "Acceso síncrono con un disco dedicado a paridad“

RAID 4:

1. Usa división a nivel de bloques con un disco de paridad dedicado.

2.  Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad.

RAID 5:

1. Este array ofrece tolerancia al fallo, y optimiza la capacidad del sistema permitiendo una utilización de hasta el 80% de la capacidad del conjunto de discos.

2. La información del usuario se fracciona por bloques y se almacena de forma alternativa en todos los discos del conjunto. Si cualquiera de las unidades de disco falla, se puede recuperar la información en tiempo real, mediante una simple operación de lógica de O exclusivo.

3. RAID 5 calcula información de paridad como método para recuperar los datos en caso de fallo y la distribuye entre todos los discos. De esta forma se disminuye el cuello de botella de la función de comprobación, proporcionando una velocidad equivalente a un RAID 0.

RAID 6:

1. Principio de almacenamiento en el que se combinan cuatro o más discos duros en una unidad lógica individual

2. "Acceso independiente con doble paridad".