Introducción
Este Libro Blanco de CP Technologies trata sobre RAID. Una matriz redundante de discos independientes (RAID) es un conjunto de discos duros, una o más tarjetas controladoras y un software integrado para aumentar la fiabilidad y la redundancia del almacenamiento de datos en los discos duros. El sistema RAID se presenta en varias versiones que ofrecen un mayor rendimiento y/o una mayor fiabilidad de los datos. El número de RAID, RAID-5 por ejemplo, no es representativo del número de unidades involucradas. Las implementaciones RAID más comunes son 0, -1 y 5. RAID puede implementarse con y sin la capacidad de intercambiar en caliente una unidad.
Hay disponible una variedad de controladores enchufables de prácticamente todos los fabricantes de controladores de unidades, como Adaptec y DPT, que permiten la implementación de RAID. Todos estos controladores se conectan a unidades SCSI y están disponibles en configuraciones ISA y PCI. El formato PCI es el que ofrece un mayor rendimiento. La compatibilidad con RAID para unidades IDE no suele estar disponible.
Cualquier unidad SCSI puede utilizarse con una controladora RAID y se pueden utilizar diferentes fabricantes de unidades, tamaños y rendimientos en el mismo bus. Debería consultar al fabricante de la controladora para obtener información adicional. Las controladoras RAID también actúan como controladoras genéricas de unidades que se conectan a unidades de CD y de cinta, así como a accesorios externos como escáneres.
Las unidades RAID pueden montarse de forma permanente en un chasis, en soportes extraíbles de 5-1/4″ o en bahías de unidades externas para facilitar el acceso y la sustitución en caso de fallo de la unidad. La protección total de RAID puede realizarse incluso en situaciones de unidades no extraíbles, en las que el sistema RAID proporciona protección de datos y tiempo para desconectar el sistema para sustituir una unidad averiada. Esta puede ser sin duda una opción menos costosa y potencialmente más fiable en lugar de utilizar costosos soportes de unidades extraíbles. Consulte los soportes extraíbles de Kingston Technology Data Express y JMR Wildcat.
Definiciones del nivel RAID
RAID 0 Striping
Los datos se escriben en varias unidades para mejorar el rendimiento del acceso. No hay redundancia de datos. Por ejemplo, un archivo de 4Meg se escribiría en 4 unidades en trozos de 1Meg. Tenga en cuenta que el fallo de una unidad hará que los datos sean inaccesibles. La ventaja es un rendimiento mucho mayor.
RAID 1 Mirroring.
Proporciona un 100% de redundancia proporcionando una copia exacta o espejo de la unidad principal. Si una unidad falla, los datos serán completamente accesibles en la otra unidad. El rendimiento no mejora a menos que se permitan lecturas simultáneas. Tenga en cuenta que hay que comprar el doble de unidades. Una controladora puede proporcionar la duplicación a través de un bus o se pueden utilizar dos controladoras para proporcionar redundancia de la controladora, así como redundancia de la unidad.
Adaptec proporciona una discusión muy extensa en línea sobre RAID y sus controladoras en particular en su Guía de Array.
RAID 10 o 0/1 Striping y Mirroring
Una combinación de RAID 0 y 1. Los datos se reparten entre varias unidades para mejorar el rendimiento y cada unidad se refleja para la redundancia. Tenga en cuenta que hay que comprar el doble de unidades.
RAID 2
Una matriz patentada por Thinking Machines, Inc. en la que los datos se dividen a nivel de bits entre varias unidades con unidades adicionales que proporcionan información de paridad. Requiere un gran número de unidades. Generalmente no se implementa.
RAID 3 Striping con paridad
Proporciona redundancia con un rendimiento mejorado. Los datos se comparten entre varias unidades con una unidad adicional que proporciona información de paridad. El striping de datos mejora el rendimiento pero requiere lecturas simultáneas cuando se accede al array. La unidad con la información de paridad puede utilizarse para reconstruir los datos en caso de que falle uno de los discos de datos. Normalmente se utiliza con 3 discos de datos y 1 disco de paridad. Las escrituras aleatorias pequeñas suelen ser lentas, ya que hay que acceder a la unidad de paridad en cada escritura.
RAID 4 Striping con disco de paridad dedicado
Similar al RAID 3, excepto que los bloques de datos más grandes se dividen en bandas y no se requiere la participación de cada unidad en cada acceso. Se accede a la unidad de paridad para cada acceso de datos.
RAID 5 Striping and Parity
La implementación más común de RAID. Tanto los datos como la información de paridad se distribuyen en varias unidades y cada una de ellas contiene tanto los datos como la información de paridad. Si una de las unidades falla, las restantes contienen suficiente información para permitir la recuperación. Proporciona una redundancia completa con un rendimiento mejorado. La implementación más pequeña de RAID 5 requiere tres unidades, aunque pueden utilizarse más para mejorar el rendimiento.
RAID 6
No existe una definición real y puede significar cosas diferentes para los distintos proveedores.
RAID 7
Propiedad de Storage Technology, Inc. y es similar a RAID 4 con almacenamiento en caché y un sistema operativo propio para ejecutar la matriz.
Definiciones generales relacionadas con RAID
El intercambio en caliente se refiere a la capacidad de retirar una unidad de una matriz mientras el sistema está encendido. Esto suele requerir que las clavijas del conector de alimentación de la bandeja de la unidad sean más largas que las clavijas de señal, de modo que primero se desconecten las señales y luego la alimentación para evitar fallos de datos en el bus de datos. Hay una variedad de soportes de unidades extraíbles y es importante asegurarse de que soportan el verdadero intercambio en caliente, y no sólo los medios extraíbles.
El intercambio en caliente se puede utilizar para detener el acceso a la unidad mientras una unidad se retira de la matriz. Normalmente se trata de una función de software o un «botón» para suspender la actividad de la unidad. En esta configuración se puede utilizar un soporte de unidad extraíble de bajo coste sin intercambio en caliente.
La unidad de repuesto en caliente proporciona una unidad de reserva en la matriz que se conectará automáticamente en caso de que falle una de las otras unidades. Por lo general, una matriz sólo puede tolerar el fallo de una sola unidad sin pérdida de datos, por lo que una unidad de repuesto en caliente reduce esta ventana de oportunidad de fallo total.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) es un sistema de análisis predictivo de fallos en el que la unidad realiza un autoanálisis y puede comunicar al controlador los fallos previstos. Esto permite la sustitución temprana de las unidades posiblemente defectuosas antes de que se produzca el fallo real de la unidad.
La reparación dinámica de sectores permite que un sistema RAID localice los sectores defectuosos en las unidades, repare de forma transparente los datos y marque los sectores como defectuosos para evitar futuros accesos.