ClonGeekGuiaGuía: Todo lo que debes saber sobre la tecnología RAID

Guía: Todo lo que debes saber sobre la tecnología RAID

Gracias al aumento en la velocidad de acceso a la información que ofrecen los discos de estado sólido (más conocidos como SSD) así como a las continuas evoluciones tecnológicas introducidas en los discos duros clásicos. Por lo tanto, en este artículo explicaré qué es la tecnología RAID, cómo funciona RAID y cómo se usa.

Hoy en día, para obtener una mejoría del rendimiento en el ordenador ya no es necesario usar varios discos duros. A pesar de estas importantes mejoras, todavía no se ha eliminado por completo la necesidad de adoptar estrategias particulares que sean capaces de evitar la pérdida de información valiosa debido a fallos o mal funcionamiento repentinos del disco.

Qué es la tecnología RAID

El término RAID proviene del acrónimo en inglés de Redundant Array of Independent Disks, en español, conjunto redundante de discos independientes. En la práctica, RAID no indica más que una técnica que permite al controlador sea capaz de gestionar las diferentes unidades de almacenamiento.

Además de dividir los datos entre los múltiples discos presentes de tal forma que pueda incrementar el rendimiento, la seguridad y también la tolerancia frente a cualquier falla.

¿Cómo funciona?

disco duro

Dado que la gestión del rendimiento, la seguridad y la tolerancia ante posibles fallos varían según la estrategia elegida, para entender qué configuración de RAID se adapta mejor a tus necesidades, sería recomendable conocer primero cuántos y qué tipos de RAID existen.

En la práctica, de hecho, existen tipos de RAID básicos, que van desde el nivel 0 al nivel 7, y tipos de RAID anidados, que no son más que los tipos de RAID básicos combinados de tal manera que aprovechan las características de uno o de los otro tipo.

Precisamente por estos motivos intentaré, por tanto, explicarte cómo funciona RAID, empezando primero por los tipos de RAID básicos más utilizados en casa o en la oficina, y luego pasando a los tipos de RAID más avanzados.

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Configuraciones básicas de RAID

RAID 0

El tipo de RAID de nivel 0, a veces también llamado striping (pronunciado stràiping), divide los datos en bloques iguales, cada uno de los cuales se escribe en un disco diferente. En este caso, para la realización de un nivel RAID 0 es necesario utilizar al menos dos discos.

Tecnología RAID

En cambio en lo que respecta a la capacidad real, esta es igual a la capacidad del disco más pequeño multiplicada por el número total de discos utilizados. En cuanto a las ventajas del RAID de nivel 0, cabe mencionar la facilidad con la que se puede implementar, además del rendimiento casi proporcional a la cantidad de discos utilizados.

En este caso, sin embargo, no es un RAID real ya que el nivel 0 no ofrece ninguna garantía contra cualquier falla, de hecho, si un disco se rompe, todos los datos se perderán de inmediato. En este caso, además, la probabilidad de que un disco pueda fallar aumenta en proporción al número de discos utilizados.

El nivel RAID 0 es, por tanto, un tipo de RAID dirigido a quienes tienen que procesar archivos de diferente naturaleza, es decir, video, audio o imágenes, y a quienes necesitan utilizar todos esos programas particulares que necesitan transferir grandes cantidades de datos.

El nivel RAID 0 no se recomienda en todos aquellos casos en los que la seguridad de los datos juega el papel más importante.

RAID 1

En el RAID 1, que sigue una lógica de “espejo”, los datos se escriben primero en el disco principal y luego se replican en uno o más discos secundarios. En este caso, para la realización de un RAID nivel 1 es necesario utilizar al menos dos discos, mientras que la capacidad real es igual a la capacidad del disco que tiene el tamaño más pequeño.

Tecnología RAID

El RAID 1 es, por lo tanto, la configuración RAID más simple, ya que no solo garantiza la replicación de datos combinada con la tolerancia contra posibles fallas (en este nivel, de hecho, si un disco está dañado, será suficiente reemplazarlo, incluso en el modo de intercambio en caliente para restaurar datos perdidos).

Dado que los datos deben escribirse simultáneamente en todos los discos presentes, los rendimientos de escritura que se pueden obtener con un nivel RAID 1 serán comparables a los que se pueden obtener con un solo disco. Como resultado, no habrá un aumento tangible en el rendimiento en este caso.

Por tanto, se recomienda el nivel RAID 1 para todas aquellos usos en las que la continuidad del servicio juega un papel fundamental.

RAID 5

Gracias al uso del bit de paridad, el RAID 5 puede considerarse, en todos los aspectos, la configuración de RAID más adecuada para cualquier uso, ya que este último ofrece tanto un aumento del rendimiento como una mayor seguridad de los datos.

En este caso, sin embargo, el número mínimo de discos aumenta a tres, mientras que la capacidad real es igual a la del disco más pequeño multiplicado por el número total de discos menos uno.

Tecnología RAID

Por ejemplo, si deseas crear un nivel RAID 5 con tres discos de 2 terabytes cada uno, la capacidad real será de 2 TB × (3 – 1 discos) = 2 TB × 2 discos, que son 4 terabytes. Dada la capacidad de escribir y leer en varios discos al mismo tiempo, en RAID 5 el rendimiento aumenta según la cantidad de discos utilizados, al igual que en RAID nivel 0.

Sin embargo, a pesar de la alta velocidad en la lectura de datos combinada con la velocidad media en su escritura, si falla un disco en el nivel RAID 5, el rendimiento general se verá afectado en mayor o menor medida según el controlador utilizado.

RAID 6

El RAID 6 funciona de manera muy similar al 5, de hecho, la única diferencia en comparación con este último es solo en el uso de dos discos para la paridad de datos en lugar de solo uno. De esta forma es posible resistir la falla de dos discos al mismo tiempo, a diferencia del nivel RAID 5 que tolera la falla de como máximo un solo disco.

En el RAID 6, el número mínimo de discos aumenta a cuatro, mientras que la capacidad real es igual a la del disco más pequeño multiplicado por el número total de discos menos dos. Por ejemplo, si deseas crear un RAID 6 con cuatro discos de 2 terabytes cada uno, la capacidad real será de 2 TB × (4-2 discos) = 2 TB × 2 discos, que son 4 terabytes.

Desafortunadamente, al igual que en el nivel RAID 5, incluso en el nivel RAID 6, el daño a un solo disco afecta el rendimiento general de todo el sistema RAID. Por lo tanto, incluso en este caso, la recuperación de toda la estructura RAID puede llevar mucho tiempo.

Sin embargo, gracias al uso de la versión RAID 6 Enhanced será posible restaurar el sistema RAID más rápidamente agregando un disco adicional que se activará en cuanto se detecte la falla de uno de los discos presentes.

Configuración anidada

Como ya se mencionó, además de las configuraciones RAID básicas, para crear un sistema RAID también es posible utilizar configuraciones anidadas. En estos casos, el tipo de sistema RAID generalmente se indica mediante una secuencia de dígitos que comienza desde el nivel más anidado y luego sube hasta el más externo.

Sin embargo, si se desea, también es posible utilizar otra representación en la que las cifras utilizadas estén separadas por el signo “+”.

Tecnología RAID 10 (1+0)

El RAID 10, que también puede denominarse 1 + 0, es el tipo de RAID anidado más simple. En este caso, en la base del sistema RAID 0 no hay nada más que discos en una configuración RAID 1:

Tecnología RAID

Gracias al uso de esta estructura en particular, el RAID 10 permite tener rendimientos muy altos (en función del número de ramas presentes en el RAID de nivel 0) con un nivel de seguridad igualmente alto (en función del número de ramas presentes en RAID nivel 1). En este caso, es posible utilizar todas aquellas aplicaciones que requieran un alto rendimiento y, al mismo tiempo, tolerancia a fallos.

En cuanto al número de discos, en el RAID 10 se requieren al menos cuatro discos, en cuanto a la capacidad real es igual a la del disco más pequeño multiplicado por el número total de discos presentes, dividiendo el total entre dos. Por ejemplo, si quieres un RAID 10 con cuatro discos de 2 TB cada uno, la capacidad real será (2 TB × 4 discos) / 2 = (8 TB) / 2 = 4 TB.

Comparando el RAID 10 con el RAID 0, se puede decir, por tanto, que el nivel 10 tiene una tolerancia mucho mejor a las fallas (en el nivel 10 se permite la falla de dos discos, siempre que no formen parte del mismo nivel de rama 1), si se compara con el RAID 5, el RAID 10 no necesita realizar cálculos especiales para poder almacenar datos.

Tecnología RAID 50 (5 + 0) y RAID 60 (6 + 0)

Las configuraciones anidadas más complejas de RAID 10 se utilizan principalmente en el entorno empresarial, es decir, donde existe la necesidad de almacenar grandes cantidades de datos.

Como ya es el caso con RAID 10, las soluciones RAID 50 (también denominado 5 + 0) y nivel 60 (también denominado 6 + 0) proporcionan respectivamente discos en configuración RAID 5 o RAID 6 en la base del Sistema RAID 0:

En este caso, se requieren un mínimo de seis discos para el RAID 50 mientras que al menos ocho discos para el RAID 60, es decir, al menos dos ramas con el número mínimo respectivo de discos de las configuraciones RAID 5 y RAID 6. En el RAID 50 esto será igual a:

D × (N/R-1) × R

En esta fórmula, D representa la capacidad del disco más pequeño, N el número total de discos y R, en cambio, el número de ramas. Por ejemplo, en un nivel RAID 50 dividido en dos ramas con un total de seis discos de 3 TB cada una, la capacidad real sería 3 × (6/2-1) × 2 = 12 TB. En el nivel RAID 60, la capacidad real será igual a:

D × (N/R-2) × R

En esta fórmula, al igual que en la anterior, D representa la capacidad del disco más pequeño, N el número total de discos y R, en cambio, el número de ramas. Por ejemplo, en un nivel RAID 60 dividido en dos ramas con un total de ocho discos de 4 TB cada una, la capacidad real sería 4 × (8/2-2) × 2 = 16 TB.

En conclusión, gracias a las características que ofrecen los niveles RAID 5 y RAID 6, así como al rendimiento que ofrece el nivel RAID 0, estas configuraciones RAID avanzadas son capaces de soportar incluso la falla de un solo disco, en el caso de RAID 50, o simultáneamente incluso dos, en el caso de RAID 60.

Cómo se usa la tecnología RAID

Como ya se mencionó, RAID está vinculado al uso de un controlador especial. Este último se encuentra cada vez más integrado en las placas base y, por lo tanto, se gestiona a través de la BIOS, de lo contrario, también se puede agregar mediante la compra de una tarjeta de expansión adecuada.

Tecnología RAID

Precisamente por estos motivos, y gracias a la posibilidad que ofrecen algunos sistemas operativos, es posible implementar y gestionar la técnica RAID incluso solo a través del software. Sin embargo, este modo, por supuesto, no ofrece el mismo rendimiento que se puede obtener del modo realizado a través de hardware.

De hecho, la tecnología RAID implementada a través del software presenta varias limitaciones, como la forma en que se puede iniciar el sistema RAID en sí, las configuraciones soportadas, y la imposibilidad de realizar un hot swap de los discos porque todas las operaciones necesarias para implementar un sistema RAID deben ser delegadas y gestionadas por el sistema operativo.

Este a su vez ya utiliza el procesador y la memoria RAM para otros propósitos mucho más tradicionales.

En conclusión

RAID, por tanto, es una técnica que ofrece varias ventajas para mejorar la seguridad de los sistemas de almacenamiento, como la gestión de datos centralizada combinada con la fiabilidad y la independencia del sistema operativo utilizado.

Sin embargo, cuando desees construir una configuración RAID, también debes tener en cuenta varios aspectos negativos como la competencia de los servicios en la nube, el costo de implementación, las dificultades encontradas para configurarlo y el ruido que emiten todos los discos cuando están en funcionamiento.

Además, por muy eficiente y eficaz que sea, también existe el hecho de que un sistema RAID nunca podrá prevenir ningún daño causado por factores externos, contra los cuales siempre habrá muy poco que hacer. Sin embargo, en este punto, espero que finalmente haya entendido qué es la tecnología RAID, cómo funciona RAID y cómo se usa RAID.

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