Introdução
Este White Paper da CP Technologies discute o RAID. Uma matriz redundante de discos independentes (RAID) é uma coleção de discos rígidos, uma ou mais placas controladoras e software incorporado para aumentar a confiabilidade e redundância do armazenamento de dados em discos rígidos. O RAID vem em vários sabores, oferecendo melhor desempenho e/ou maior confiabilidade dos dados. O número RAID, RAID-5, por exemplo, não é representativo do número de unidades envolvidas. As implementações RAID mais comuns são 0, -1, e 5. O RAID pode ser implementado com e sem a capacidade de hot swap de um drive.
Uma variedade de controladores plug-in estão disponíveis em praticamente todos os fabricantes de controladores de drive, tais como Adaptec e DPT, que permitem a implementação de RAID. Todos estes controladores têm interface com unidades SCSI e estão disponíveis em configurações ISA e PCI. O formato PCI fornecerá a maior taxa de transferência. O suporte RAID para unidades IDE não está geralmente disponível.
Any unidade SCSI pode ser usada com um controlador RAID e diferentes fabricantes de unidades, tamanhos e taxas de transferência podem ser usados no mesmo barramento. Você deve verificar com o fabricante da controladora para obter informações adicionais. Os controladores RAID também funcionarão como controladores de unidade genéricos com interface para unidades de CD e fita, bem como acessórios externos, como scanners.
As unidades RAID podem ser montadas permanentemente num chassis, montadas em suportes removíveis de 5-1/4″ ou montadas em compartimentos de unidade externos para fácil acessibilidade e substituição em caso de falha da unidade. A protecção RAID completa pode ser realizada mesmo em situações de unidades não removíveis em que o sistema RAID fornece protecção de dados e tempo para desligar o sistema para substituir uma unidade avariada. Esta pode certamente ser uma opção menos dispendiosa e potencialmente mais fiável em vez de utilizar suportes de unidade removíveis dispendiosos. Veja Kingston Technology Data Express e JMR Wildcat para mídias removíveis.
Definições de nível de RAID
Striping RAID 0
Os dados são gravados em várias unidades para melhorar o desempenho do acesso. Não há redundância de dados. Por exemplo, um arquivo de 4Meg seria escrito em 4 unidades em pedaços de 1Meg. Note que a falha de um drive tornará os dados inacessíveis. A vantagem é uma taxa de transferência muito maior.
RAID 1 Mirroring.
Provê 100% de redundância, fornecendo uma cópia exata ou espelho do drive primário. Se uma unidade falhar, os dados estarão completamente acessíveis na outra unidade. Não há melhoria de desempenho, a menos que sejam permitidas leituras simultâneas. Note que o dobro das unidades deve ser adquirido. Um controlador pode fornecer espelhamento através de um barramento ou dois controladores podem ser usados para fornecer redundância de controladores bem como redundância de drives.
Adaptec fornece uma discussão online muito extensa sobre RAID e seus controladores em particular em seu Guia de Matrizes.
RAID 10 ou 0/1 Striping and Mirroring
Uma combinação de RAID 0 e 1. Os dados são divididos em várias unidades para um melhor desempenho e cada unidade é espelhada para redundância. Note que o dobro das unidades deve ser adquirido.
RAID 2
Uma matriz patenteada pela Thinking Machines, Inc. onde os dados são divididos em um nível de bit entre várias unidades com unidades adicionais fornecendo informações de paridade. Requer um grande número de unidades. Geralmente não implementado.
RAID 3 Striping with Parity
Provê redundância com melhor desempenho. Os dados são compartilhados entre vários drives com e drive adicional fornecendo informações de paridade. O striping dos dados melhora o desempenho, mas requer leituras simultâneas à medida que o array é acessado. A unidade com a informação de paridade pode ser usada para reconstruir os dados caso um dos discos de dados falhe. Normalmente usado com 3 unidades de dados e 1 unidade de paridade. Pequenas gravações aleatórias são geralmente lentas, pois a unidade de paridade deve ser acessada para cada gravação.
RAID 4 Striping com disco de paridade dedicado
Similiar ao RAID 3, exceto que blocos de dados maiores são listrados e não requerem a participação de cada unidade para cada acesso. O drive de paridade é acessado para cada acesso de dados.
RAID 5 Striping e Parity
A implementação mais comum de RAID. Tanto os dados como a informação de paridade são riscados em várias unidades com cada unidade contendo tanto os dados como a informação de paridade. Caso uma unidade falhe, as restantes unidades contêm informações suficientes para permitir a recuperação. Fornece redundância completa com melhor desempenho. A menor implementação de RAID 5 requer três unidades, embora mais possam ser usadas para melhorar o desempenho.
RAID 6
Sem definição real e pode significar coisas diferentes para diferentes fornecedores.
RAID 7
Proprietário para Storage Technology, Inc. e é similar ao RAID 4 com cache e um sistema operacional proprietário para executar o array.
Definições gerais relacionadas ao RAID
Hot Swapping refere-se à capacidade de remover um drive de um array enquanto o sistema é ligado. Isto normalmente requer que os pinos do conector de energia na bandeja do drive sejam mais longos que os pinos de sinal para que os sinais sejam primeiro desconectados e depois a energia para evitar falhas de dados no barramento de dados. Há uma variedade de suportes de unidade removíveis e é importante assegurar que eles suportam verdadeira troca a quente, e não apenas mídia removível.
Swarm swapping pode ser usado para parar o acesso à unidade enquanto uma unidade é removida do array. Isto é normalmente uma função de software ou ‘botão’ para suspender a atividade da unidade. Um suporte de unidade removível de baixo custo sem hot swap pode ser usado nesta configuração.
O hot spare fornece uma unidade de reserva no array que entrará automaticamente em funcionamento no caso de uma falha de uma das outras unidades. Tipicamente uma matriz só pode tolerar uma única falha de drive sem perda de dados, portanto um drive hot spare reduz esta janela de oportunidade para falha total.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) é um sistema de análise de falhas preditivas onde o drive realiza a auto análise e pode comunicar as falhas previstas ao controlador. Isto permite a substituição antecipada de unidades possivelmente defeituosas antes da falha real da unidade.
Reparo do Setor Dinâmico permite que um sistema RAID localize setores defeituosos em unidades, repare os dados de forma transparente e marque os setores como ruins para evitar acesso futuro.