O que é RAID Tipos de RAID

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O que é RAID?
RAID é a sigla para Redundant Array of Independent Disks. É um conjunto de HD's
que funcionam como se fosse um só, isso quer dizer que permite uma tolerância alta
contra falhas, pois se um dos discos apresentar problema o outro ou outros discos
continuam funcionando.
Tipos de RAID:
Existem 6 níveis básicos de RAID:
RAID nível 0 - Este nível também é conhecido como "Striping" ou "Fracionamento".
Nele, os dados são divididos em pequenos segmentos e distribuídos entre os discos. Este 
nível não oferece tolerância a falhas, pois não existe redundância. Isso significa que uma 
falha em qualquer um dos HDs pode ocasionar perda de informações. Por essa razão, o 
RAID 0 é usado para melhorar a performance do computador, uma vez que a distribuição 
dos dados entre os discos proporciona grande velocidade na gravação e leitura de 
informações. Quanto mais discos houver, mais velocidade é obtida. Isso porque, se os 
dados fossem gravados em um único disco, esse processo seria feito de forma 
sequencial. Com o RAID, os dados cabíveis a cada disco são gravados ao mesmo tempo. 
O RAID 0, por ter estas características, é muito usado em aplicações de CAD e
tratamento de imagens e vídeos.
Vantagens do RAID-0
Vantagens:
• Acesso rápido as informações (até 50% mais rápido);
• Custo baixo para expanção de memória;
Desvantagens:
• Caso algum dos setores de algum dos HD’s venha a apresentar perda de
informações, o mesmo arquivo que está dividido entre os mesmos setores dos
demais HD’s não terão mais sentido existir, pois uma parte do arquivo foi
corrompida, ou seja, caso algum disco falhe, não tem como recuperar;
• Não é usada paridade¹.
RAID nível 1 - também conhecido como "Mirroring" ou "Espelhamento", o RAID 1
funciona adicionando HDs paralelos aos HDs principais existentes no computador. Assim, 
se por exemplo, um computador possui 2 discos, pode-se aplicar mais um HD para cada 
um, totalizando 4. Os discos que foram adicionados, trabalham como uma cópia do 
primeiro. Assim, se o disco principal recebe dados, o disco adicionado também os 
recebe. Daí o nome de "espelhamento", pois um HD passa a ser uma cópia praticamente 
idêntica do outro. Dessa forma, se um dos HDs apresentar falha, o outro imediatamente 
pode assumir a operação e continuar a disponibilizar as informações. A conseqüência 
neste caso, é que a gravação de dados é mais lenta, pois é realizada duas vezes. No 
entanto, a leitura dessas informações é mais rápida, pois pode-se acessar duas fontes. 
Por esta razão, uma aplicação muito comum do RAID 1 é seu uso em servidores de 
arquivos.
Vantagens do RAID- 1
Vantagens:
• Caso algum setor de um dos discos venha a falhar, basta recuperar o setor
defeituoso copiando os arquivos contidos do segundo disco;
• Segurança nos dados (com relação a possíveis defeitos que possam ocorrer no
HD).
Desvantagens:
• Custo relativamente alto se comparado ao RAID 0;
• Ocorre aumento no tempo de escrita;
• Não é usada paridade.
RAID nível 2 - este tipo de RAID adapta o mecanismo de detecção de falhas em
discos rígidos para funcionar em memória. Assim, todos os discos da matriz ficam sendo
"monitorados" pelo mecanismo. Atualmente, o RAID 2 é pouco usado, uma vez que
praticamente todos os discos rígidos novos saem de fábrica com mecanismos de
detecção de falhas implantados.
Vantagens do RAID- 2
Vantagem:
• Usa ECC.
Desvantagem:
• Hoje em dia há tecnologias melhores para o mesmo fim.
RAID nível 3 - neste nível, os dados são divididos entre os discos da matriz, exceto
um, que armazena informações de paridade. Assim, todos os bytes dos dados tem sua
paridade (acréscimo de 1 bit, que permite identificar erros) armazenada em um disco
específico. Através da verificação desta informação, é possível assegurar a integridade
dos dados, em casos de recuperação. Por isso é por permitir o uso de dados divididos
entre vários discos, o RAID 3 consegue oferecer altas taxas de transferência e
confiabilidade das informações. Para usar o RAID 3, pelo menos 3 discos são
necessários.
Vantagens do RAID- 3
Vantagens:
• Leitura rápida;
• Escrita rápida;
• Possui controle de erros.
Desvantagem:
• Montagem difícil via software.
RAID nível 4 - este tipo de RAID, basicamente, divide os dados entre os discos,
sendo que um é exclusivo para paridade. A diferença entre o nível 4 e o nível 3, é que 
em caso de falha de um dos discos, os dados podem ser reconstruídos em tempo real
através da utilização da paridade calculada a partir dos outros discos, sendo que cada 
um pode ser acessado de forma independente. O RAID 4 é indicado para o 
armazenamento de arquivos grandes, onde é necessário assegurar a integridade das
informações. Isso porque, neste nível, cada operação de gravação requer um novo
cálculo de paridade, dando maior confiabilidade ao armazenamento (apesar de isso 
tornar as gravações de dados mais lentas).
Vantagens do RAID- 4
Vantagens:
• Taxa de leitura rápida;
• Possibilidade do aumento de área de discos físicos.
Desvantagens:
• Taxa de gravação lenta;
• Em comparação com o RAID 1, em caso de falha do disco, a reconstrução é difícil,
pois o RAID 1 já tem o dado pronto no disco espelhado;
• Tecnologia não mais usada por haver melhores para o mesmo fim.
RAID nível 5 - este é muito semelhante ao nível 4, exceto o fato de que a paridade
não fica destinada a um único disco, mas a toda a matriz. Isso faz com que a gravação 
de dados seja mais rápida, pois não é necessário acessar um disco de paridade em cada 
gravação. Apesar disso, como a paridade é distribuída entre os discos, o nível 5 tende a 
ter um pouco menos de performance que o RAID 4. O RAID 5 é o nível mais utilizado e 
que oferece resultados satisfatórios em aplicações não muito pesadas. Este nível precisa 
de pelo menos 3 discos para funcionar.
Vantagens do RAID- 5
Vantagens:
• Maior rapidez com tratamento de ECC;
• Leitura rápida (porém escrita não tão rápida).
Desvantagem:
• Sistema complexo de controle dos HDs.
O RAID 0 + 1 - combinação dos níveis 0 (Striping) e 1 (Mirroring), onde os dados
são divididos entre os discos para melhorar o rendimento, mas também utilizam outros
discos para duplicar as informações. Assim, é possível utilizar o bom rendimento do nível
0 com a redundância do nível 1. No entanto, é necessário pelo menos 4 discos para
montar um RAID desse tipo. Tais características fazem do RAID 0 + 1 o mais rápido e
seguro, porém o mais caro de ser implantado.
Vantagens do RAID 0 + 1
Vantagens:
• segurança contra perda de dados;
• pode falhar 1 dos HD's, ou os dois HD's do mesmo DiskGroup, porém deixando de
ser RAID 0 + 1.
Desvantagens:
• alto custo de expansão de hardware (custo mínimo = 4N HDs);
• os drives devem ficar em sincronismo de velocidade para obter a máxima
performance.
RAID 6 - É um padrão relativamente novo, suportado por apenas algumas
controladoras. É semelhante ao RAID 5, porém usa o dobro de bits de paridade,
garantindo a integridade dos dados caso até 2 dos HDs falhem ao mesmo tempo. Ao 
usar 8 HDs de 20 GB cada um, em RAID 6, teremos 120 GB de dados e 40 GB de 
paridade.
Vantagens do RAID- 6
Vantagem:
• possibilidade falhar 2 HDs ao mesmo tempo sem perdas.
Desvantagens:
• precisa de N+2 HDs para implementar por causa dos discos de paridade;
• escrita lenta;
• sistema complexo de controle dos HDs.
Tipos Híbridos
Para suprir as deficiências de um nível ou outro de RAID é possível usar um nível
de RAID sobre outro, aproveitando por exemplo, o excelente desempenho de um
determinado nível e a confiabilidade de outro. Isso tudo, é claro, pagando o preço de 
uma maior quantidade de material.
Um exemplo é o RAID-10. Como o seu nome implica, é a combinação de discos
espelhados (RAID-1) com a segmentação de dados (data stripping) (RAID-0).
O método de criação de um arranjo RAID-10 é diversificado. Em uma implementação 
RAID-0+1, os dados são segmentados através de grupos de discos espelhados, isto é, os 
dados são primeiro segmentados e para cada segmento é feito um espelho. Já em um 
RAID-1+0 os dados são primeiramenteespelhados, e para cada espelho há a 
segmentação sobre vários discos.
RAID-10 - oferece as vantagens da transferência de dados rápida de um arranjo
espelhado, e as características de acessibilidade dos arranjos espelhados. O
desempenho do sistema durante a reconstrução de um disco é também melhor que nos
arranjos baseados em paridade, pois os dados são somente copiados do dispositivo
sobrevivente.
Vantagens do RAID- 10
Vantagens:
• segurança contra perda de dados;
• pode falhar um ou dois dos HDs ao mesmo tempo, dependendo de qual avaria.
Desvantagens:
• alto custo de expansão de hardware (custo mínimo = 2N HDs);
• os drivers devem ficar em sincronismo de velocidade para obter a máxima
performance.
O RAID-50 - arranjo híbrido que usa as técnicas de RAID com paridade em
conjunção com a segmentação de dados. Um arranjo RAID-50 é essencialmente um
arranjo com as informações segmentadas através de dois ou mais arranjos RAID-5.
Dependendo do tamanho de cada segmento estabelecido durante a configuração
do arranjo, estes arranjos híbridos podem oferecer os benefícios de acesso paralelo dos
arranjos com paridade (alta velocidade na transferência de dados) ou de acesso
independente dos arranjos com paridade (grande quantidade). Como em outros arranjos
RAID com paridade, a reconstrução de um disco falho gera um impacto no desempenho
do programa usando o arranjo.
Vantagens do RAID- 50
Vantagens:
• alta taxa de transferência;
• ótimo para uso em servidores.
Desvantagens:
• alto custo de implementação e expansão de memória.
RAID 60 - O nível do RAID 60 os recursos dos emprega 60 níveis 6 e 0. Uma
matriz RAID 60 combina o verticalmente striping de nível de bloco RAID 0 com a 
paridade distribuída dupla de RAID 6. Que é, uma matriz RAID 0 distribuídos pelos RAID 
6 RAID 60 elementos. Um disco virtual pode continuarão após a perda de dois discos em 
cada um dos conjuntos RAID 6 sem perder dados. Ele funciona melhor com os dados que 
exige alta confiabilidade, alto taxas solicitação, alto transferências de dados, e médias-
paragrande capacidade. Número mínimo de unidades é de oito.
O RAID 100 - basicamente é composto do RAID 10+0. Normalmente ele é
implementado utilizando uma combinação de software e hardware, ou seja, 
implementase o RAID 0 via software sobre o RAID 10 via Hardware.
Tipos de RAID
Existem 2 tipos de RAID, sendo um baseado em hardware e o outro baseado em
software. Cada um possui vantagens e desvantagens. O primeiro tipo é o mais utilizado,
pois não depende de sistema operacional (pois estes enxergam o RAID como um único
disco grande) e são bastante rápidos, o que possibilita explorar integralmente seus
recursos. Sua principal desvantagem é ser um tipo caro inicialmente.
O RAID baseado em hardware, utiliza dispositivos denominados "controladores
RAID", que podem ser, inclusive, conectados em slots PCI da placa-mãe do computador.
Já o RAID baseado em software não é muito utilizado, pois apesar de ser menos custoso, 
é mais lento, possui mais dificuldades de configuração e depende do sistema operacional 
para ter um desempenho satisfatório. Este tipo ainda fica dependente do poder de 
processamento do computador em que é utilizado.
A tecnologia RAID é um dos principais conceitos quando o assunto é
armazenamento de dados. Sua eficiência é comprovada por se tratar de uma tecnologia
em uso há vários anos e que mesmo assim "não sai de moda". Grandes empresas, como 
a Intel, oferecem soluções de RAID, e essa tecnologia é possível de ser encontrada até 
mesmo em computadores domésticos. É muito provável que o RAID ainda venha a 
apresentar novos meios de funcionalidades, ampliando seu uso para os mais diversos 
tipos de necessidade de armazenamento e acesso à dados.
Existem três razões para você querer um sistema de unidades RAID.
1 - Você precisa de toneladas de espaço de armazenamento e precisa que esse
processo seja rápido. (RAID 0)
2 - Você deseja fazer backup instantâneo e automático de seus dados. (RAID 1)
3 - Você deseja as duas coisas. (RAID 5)
Sobre o Spanning (Linear)
Spanning, que não é um modo RAID, combina todas as unidades do sistema em
um grande volume, de modo que elas atuem como uma unidade gigante. As unidades 
são preenchidas uma a uma. A vantagem de usar este modo é que você pode adicionar 
mais unidades sem precisar reformatar o sistema.
Disco SATA e disco SAS
O Disco SATA é o modelo que utiliza-se de um disco magnético interno onde ele
grava os dados. É mais utilizado em computadores caseiros. Quanto à velocidade, os
mais caros podem chegar à 10 K (10.000 RPM).
Os discos SAS são discos com pequenos chips no lugar do disco magnético. Por
ser uma tecnologia mais cara, é utilizado em servidores. A velocidade que ele alcança é
maior, chegando à 15 K (15.000 RPM).
¹A idéia por trás desta aparente "mágica" é bastante simples. A paridade consiste
em adicionar um bit adicional para cada grupo de bits. Ao usar 5 HDs, por exemplo, 
temos um bit extra para cada 4 bits de dados. Caso dentro destes 4 bits exista um 
número par de bits 1, então o bit de paridade é 0. Caso exista um número ímpar de bits 
1, então o bit de paridade é 1.
Veja que, graças ao bit de paridade, é possível saber apenas que, dentro do grupo
de 4 bits existe um número par ou ímpar de bits 1. Isso é o suficiente para recuperar
qualquer um dos 4 bits que seja perdido, desde que sejam respeitadas duas condições:
a) Que apenas um bit de cada grupo seja perdido
b) Que se saiba qual dos bits foi perdido
Referências:
http://www.infowester.com/raid.php
http://www.clubedohardware.com.br
http://pt.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:P%C3%A1gina_principal
http://www.hardware.com.br/termos/raid-5