O sistema RAID permite que o seu computador identifique todos os drivers disponíveis como uma unidade. Isso significa que, mesmo que você tenha 4 discos com 2 TB cada, eles passariam a ser interpretados pelo sistema operacional com apenas 1 disco de 8 TB.
Se você está em busca de uma maneira de ligar diversos discos rígidos de modo que, se um deles falhar, os outros poderão assumir o armazenamento principal de arquivos, operando em um ambiente realmente seguro, é importante que você saiba o que é RAID e quais são os seus benefícios para o sistema.
Criado em 1987, por três pesquisadores (David Patterson, Randy Katz e Garth A. Gibson), da Universidade da Califórnia, Berkeley, o termo RAID foi apresentado pela primeira vez em 1988, em um relatório técnico chamado “A Case for Reduntant Arrays of Inexpensive Disks“.
Entender o que é RAID e qual é o modelo ideal para a sua empresa faz toda a diferença em um cenário em que quase todos os processos são computadorizados, pois, se você não atentar para as melhores soluções, sua empresa poderá ficar defasada.
A seguir, vamos apresentar os pontos mais relevantes em relação ao assunto. Você verá o que é RAID, como funciona, para que serve e muito mais. Aproveite a leitura!
O que é RAID?
Começaremos então pela sua definição: originalmente, o RAID foi estabelecida como a sigla de “Reduntant Arrays of Inexpensive Disks“, Matriz Redundante de Discos Baratos, em português.
Embora não tenha tido nenhuma mudança em sua terminologia, hoje, a sigla se refere à “Reduntant Arrays of Independent Disks“, Matriz Redundante de Discos Independentes.
Apesar dessa leve diferença, nada mudou no que corresponde ao seu conceito, que pode ser descrito como uma tecnologia que agrupa múltiplos HDs (discos rígidos) em apenas uma única unidade lógica.
Os dados, por sua vez, são armazenados em todos eles, proporcionando maior tolerância às falhas, melhoria no desempenho geral e aumento na capacidade de armazenamento.
Criando uma estrutura correta de RAID, você poderá extrair excelentes resultados, podendo ter muita segurança, melhorias para o desempenho do seu sistema ou ganho no espaço de armazenamento.
Basicamente, um RAID faz o sistema operacional enxergar todos os drivers disponíveis como sendo apenas um. Por exemplo, 4 discos de 1TB passam a ser considerados apenas um disco de 4 TB, utilizando todos eles para ler ou escrever dados ao mesmo tempo. Essa é apenas uma forma de projetar um sistema RAID.
O meio de implementação vai depender diretamente do objetivo que se quer alcançar. Por isso, mostraremos algumas das alternativas mais implementadas e suportadas pelas placas atuais.
Quais são os tipos de RAID?
Existem dois tipos de RAID, sendo que cada um deles tem características próprias. Veja, a seguir!
RAID Hardware
O RAID Hardware é o que estará diretamente ligado à placa-mãe do computador e, para que seja adequada para a combinação de discos rígidos, deverá ser substituída por uma placa controladora. Várias placas-mãe já trazem um controlador RAID embutido. Para ter acesso a essa informação, recomendamos a consulta do manual da placa.
Nesse caso, é preciso conectar os discos nas portas administradas pelo controlador RAID. Nas situações em que a placa-mãe não tem um controlador integrado, é preciso comprar uma placa de expansão com controlador RAID. Aqui, os discos serão conectados na placa de expansão, que será ligada à placa-mãe.
RAID Software
No caso do RAID de Software, o custo pode ser menor e a facilidade maior, desde que você adote um sistema operacional preparado para utilizá-lo. O Linux é um bom exemplo disso, pois oferece uma maior segurança devido a menor propagação de vírus no ambiente informacional.
Resumidamente, um dos grandes atrativos da RAID é a possibilidade de escolher entre diferentes modos de operação, de acordo com a relação à capacidade, desempenho e confiabilidade que você deseja atingir
Mais a frente teremos um panorama sobre a implementação do RAID via hardware e software. Continue lendo!
Como essa tecnologia funciona?
Visto o que é RAID, você deve estar se perguntando, agora, como essa tecnologia funciona, certo? Pois bem, a primeira observação a se fazer é que os discos incluídos na matriz são chamados de membros: eles podem ser combinados de maneiras distintas, conhecidos como níveis de RAID (falaremos sobre isso mais adiante).
Nesse contexto, há dois aspectos independentes que são claramente diferenciados na organização RAID:
- a organização dos dados na matriz (distribuição, espelhamento, paridade e combinação entre eles);
- a implementação específica de cada um dos processos de instalação (hardware e software).
Quanto ao armazenamento em si, existem os principais métodos. Vamos abordá-los a seguir, nos próximos tópicos.
Distribuição
A distribuição funciona pela divisão do fluxo de dados em blocos de um determinado tamanho, chamado “tamanho de bloco”. Tais blocos são escritos por meio do próprio RAID, um por um.
O RAID de distribuição tem como objetivo principal dividir a gravação dos arquivos para que elas sejam feitas em discos diferentes. Isso evita que eles fiquem sobrecarregados com excesso de informação e causem gargalos no sistema.
Sua principal vantagem é o aumento de desempenho na velocidade de gravação, deixando o computador mais rápido. Já uma grande desvantagem desse modelo é a alta vulnerabilidade dos dados. Afinal, se um dos discos falhar, fatalmente todos os dados serão perdidos.
Espelhamento
O espelhamento é uma técnica de armazenamento em que cópias idênticas dos dados originais são armazenadas nos membros da matriz, simultaneamente.
O RAID de espelhamento tem como objetivo principal garantir a redundância dos arquivos. Isso implica em gravar o mesmo dado em ao menos mais um disco do sistema. Então, se um disco parar de funcionar ou for removido por algum motivo, os demais continuarão funcionando normalmente.
Ele não prioriza o desempenho, mas sim a segurança. Além disso, o custo de implementação é alto. Por exemplo, se você tiver quatro discos de 500GB, terá 2TB de espaço total. Mas, em um RAID de espelhamento, você poderá usar apenas 1TB com espaço disponível de disco. O outro 1TB será usado como replicação de dados. Essa arquitetura é usada no RAID 1, o nível mais comum de implementação.
Paridade
A paridade é um método de distribuição e soma de verificação, em que uma função em questão é calculada para os dados em blocos. Se um HD falhar, o bloco falho será recalculado a partir de todos os dispositivos utilizados em uma matriz.
Para explicar de uma forma mais simples, a paridade é a soma de todos os dispositivos usados numa matriz. Se recuperar da falha dos dispositivos é possível, lendo os dados bons que ficam e comparando-os com o dado de paridade armazenado no conjunto. O RAID 1 não utiliza a paridade, uma vez que os dados estão completamente duplicados em espelho.
Quais são os níveis de RAID?
Conforme prometido, falaremos um pouco sobre os níveis de RAID. Pode-se dizer que cada qual tem o seu próprio funcionamento e finalidade. Os mais comuns são os que apontaremos a seguir.
RAID 0
Baseado em distribuição, esse nível não oferece tolerância às falhas, mas aumenta o desempenho do sistema (velocidade de leitura e gravação). Ou seja, nesse tipo de RAID, todos os HDs passam a ser acessados como se fossem apenas um único drive, assim, os dados são divididos em pequenas partes e gravados ao mesmo tempo em todos os discos.
São geralmente utilizados por sistemas que não podem apresentar lentidão e que trabalham com um grande volume de dados. O RAID 0 (Zero) apresenta ótimo desempenho e é ideal para jogadores, em que a velocidade é muito importante. Uma das grandes desvantagens dele é que se uma das unidades falhar, não há como recuperar os dados nos discos restantes.
RAID 1
Utiliza o método de espelhamento, aumentando a velocidade de leitura em alguns casos, e fornece tolerância às falhas na perda de um (ou mais) disco membro. O RAID 1 é utilizado quando a confiabilidade no sistema é a maior preocupação do usuário, pois ele utiliza no mínimo dois discos e, se por algum acaso, um deles falhar, o outro faz a cópia dele.
Na prática, é como se tivesse apenas um disco funcionando, o outro estará lá com uma cópia de segurança armazenada. É importante lembrar que ele não substitui backups, uma vez que apenas protege contra problemas mecânicos do HD e não contra vírus e arquivos deletados acidentalmente. Essa é uma das grandes desvantagens do RAID 1, pois apenas a metade da capacidade do sistema será disponibilizado.
RAID 0 + 1
Apoiado na combinação de técnicas de distribuição e espelhamento, o RAID 0 + 1 herda o desempenho do RAID 0 e a tolerância às falhas do RAID 1. Nesse modo é preciso utilizar pelo menos 4 discos, dois para cada nível RAID.
Essas características fazem com o que o RAID 0 + 1 seja mais rápido e seguro, porém o mais caro para ser implantado. Os drives devem ficar em sincronia de velocidade para uma melhor performance.
RAID 1E
Utiliza técnicas de distribuição e espelhamento para poder sobreviver à falha de um dos membros ou de qualquer número de disco não adjacente. Nesse caso, existem três subtipos de RAID 1E: próximo, intercalado e distante.
RAID 5
Assentado nos métodos de distribuição e paridade, o RAID 5 promove a melhoria da velocidade de leitura como se fosse um RAID 0, sobrevivendo a praticamente todas as perdas de um disco membro. É uma evolução dos modelos de RAID citados anteriormente.
É muito utilizado em servidores com um grande número de HDs, pois apresenta uma maior capacidade de transferência e proporciona muita segurança, pois a perda de dados em um disco pode ser evitada com o pareamento de outro.
As configurações mais populares de RAID 5 usam quatro unidades, o que reduz o espaço do armazenamento perdido em 25%. É uma das opções mais vantajosas, porém, tem uma implementação mais difícil em relação às demais, o que pode fazer com que algumas empresas não se interessem.
RAID 5E
Variação de layout do RAID 5, cuja única diferença é um espaço sobressalente que permite reconstruir uma matriz com falha imediatamente após uma pane de disco.
RAID 5 de paridade atrasada
Similar ao RAID 5, mas com um esquema não padronizado de distribuição, o que resulta no atraso da paridade.
RAID 6
O RAID 6 também se assemelha ao RAID 5, porém, esse nível utiliza duas funções de paridade diferentes. É um padrão relativamente novo, suportado por algumas controladoras. A velocidade de leitura é a mesma.
Necessita de pelo menos 3HDs para ser implementado. Uma das vantagens do RAID 6 é que há a possibilidade de 2HDs falharem sem perdas de dados. Semelhante ao RAID 5, apenas acrescentando dupla paridade às informações gravadas.
RAID 1 + 0
Combinado do RAID 1 com o RAID 0 e o RAID 1 + 0 (também chamado de RAID 10) é o inverso da implantação RAID 0 + 1, funcionando de uma forma um pouco diferente e um tanto quanto mais custosa. O desempenho é elevado. Além desses níveis, ainda existem outros. Entretanto, não falaremos deles aqui, por estarem obsoletos ou não serem mais suportados.
Sua principal característica é que ele une desempenho e segurança em um único agrupamento de discos. Além de oferecer um desempenho superior no momento de transferência dos dados, ele não compromete a integridade das informações caso ocorra algum problema em um dos HDs.
Quais são os benefícios para o sistema?
Não poderíamos esquecer dos benefícios do RAID para o sistema. O backup em RAID traz grandes vantagens para o negócio. A companhia obterá dados mais confiáveis, que podem ser salvos em um local protegido contra falhas de hardware e software. Além disso, a velocidade de leitura é ampliada, diminuindo o tempo necessário para o acesso a dados.
Em políticas de backup, tais fatores são cruciais. Quando problemas em sistemas críticos ocorrem, a empresa deve ter meios para recuperar os seus registros em um prazo curto, diminuindo a indisponibilidade de seus sistemas internos. Assim, o impacto causado pelas falhas será o menor possível.
Maior segurança de dados
Por proporcionar a proteção contra as falhas de hardware e software, ganha-se com isso uma maior segurança de dados. Isso significa que, mesmo que ocorram perdas completas de um disco rígido, você não precisará se preocupar com o “sumiço” das informações.
Podemos afirmar que essa é a sua vantagem principal e, provavelmente, o aspecto que mais impulsiona a criação de matrizes RAID: com exceção do nível de RAID 0, todos os outros fornecem algum grau de proteção, dependendo da implantação correta, é claro.
Desempenho aprimorado
O desempenho aprimorado também merece destaque. Nesse sentido, estamos nos referindo não apenas ao aumento da velocidade de leitura e gravação (como já foi citado nos níveis RAID), mas também às soluções apresentadas para a resolução dos problemas mecânicos que afetam os discos rígidos individuais.
As diferentes implementações contribuem de maneiras distintas, contudo, é certo que todas elas melhorarão o desempenho do sistema.
Como implementar o RAID?
Agora que já entendem o conceito de RAID, suas características e benefícios, chegou a hora de entendermos como é feita a sua implementação, ou seja, vamos aprender a colocar o conceito em prática.
O RAID pode ser criado de duas maneiras: via implementação por hardware ou por software. Para definir qual é a melhor solução para a sua empresa, vocês terão que fazer um levantamento do nível de sua infraestrutura atual e seus objetivos em relação ao ganho de desempenho e segurança de dados nos servidores.
Outro fator importante para a definição do tipo de implementação que será feita, são os custos envolvidos, afinal, algumas opções poderão consumir mais recursos do que outras. Nos tópicos a seguir, vamos entender como é o passo a passo de cada abordagem. Confira!
Implementando o RAID por hardware
Para fazer a implementação do sistema RAID por hardware, você precisará de no mínimo dois discos rígidos e um controlador. Esses dois itens permitirão a montagem de um RAID 0 ou um RAID 1. Para isso, você deverá seguir 3 etapas. Veja abaixo quais são.
1. Instale os componentes de hardware
Alguns modelos de placas-mãe trazem onboarding um controlador RAID. Para saber se a sua tem esse diferencial, consulte o manual da peça. Nesse cenário, para fazer a implementação, você precisa conectar os discos nas portas administradas pelo controlador RAID.
Se a sua placa-mãe não tem o controlador integrado, vocês terão que fazer a aquisição de uma placa de expansão, que traga esse controlador. Nesse cenário, em vez de conectar os discos na placa-mãe, conecte a placa de expansão, que servirá como uma espécie de adaptador, que deverá estar conectado à placa-mãe.
2. Configure o RAID
Após a instalação é o momento de configurar o RAID, para que os discos deixem de funcionar de forma independente. Para que isso seja possível, você deverá acessar o modo de configuração de sua placa-mãe, para fazer a configuração das portas que estão sendo utilizadas como “IDE” para “RAID”. Geralmente essa opção pode ser encontrada nas configurações avançadas de drive.
Em seguida, você terá que entrar no modo de configuração de POST — Power-On Self Test — que indicará que o seu sistema RAID ainda não está funcionando, dando a opção para que você entre em sua configuração.
Somente depois de acessar essa tela é que será possível realizar a criação do seu “RAID volume”. Selecione o nome do volume, os discos que formaram a unidade, o RAID level, que pode ser RAID 0 ou RAID 1 e o tamanho da divisão. Criado o RAID volume, passe para a próxima etapa.
3. Configure o sistema operacional
Depois da configuração do volume você terá que completar a última etapa, que é a instalação no sistema operacional. Isso precisará ser feito, porque alguns sistemas podem não reconhecer o volume RAID e considerar que a sua máquina não tem nenhum disco instalado.
Para começar, você deverá ter o drive do controlador RAID em um dispositivo de armazenamento móvel, como um pen drive. Esse drive poderá ser encontrado no CD de instalação da placa-mãe ou da placa de expansão. Há também a possibilidade de conseguir esses drives na internet, buscando no site do fabricante.
Se o seu sistema operacional não reconhecer o seu RAID ele pedirá o drive e é nesse momento que você deverá inserir o pendrive ou SD card com esse drive. Dessa maneira, o drive será instalado e o seu sistema operacional reconhecerá os dois volumes como sendo um só. Em seguida, basta seguir o processo padrão de instalação do sistema operacional para concluir o processo.
Implementando o RAID por software
Se a implementação por hardware requer vários processos e etapas, via software é bem mais simples. Nesse cenário, para fazer a configuração do ambiente RAID você precisará de dois ou mais discos que tenham a mesma capacidade e velocidade.
Essa implementação será baseada nos sistemas operacionais Windows, 7, 8, 8.1 ou 10. Após a instalação dos volumes no computador você deverá fazer a configuração do sistema RAID.
Para isso, acesse o “Gerenciador de Discos do Windows” que fica no menu “Ferramentas Administrativas”. Depois, encontre o HD que não está com o volume alocado e dê um clique com o botão direito do mouse. Em seguida escolha a opção “Criar Volume Distribuído”.
Avalie e selecione os volumes não alocados que formarão o seu sistema RAID e, em seguida, defina qual será o tamanho e avance novamente. Para fazer essa configuração, você precisará de no mínimo dois discos.
Após as configurações, você deverá escolher uma letra para o novo volume e avançar novamente. Em seguida, escolha um nome para o novo disco e termine o processo clicando em “Executar uma Formatação Rápida”. Pronto! Agora é só avançar, concluir e aproveitar o seu RAID em pleno funcionamento.
Posso utilizar o RAID como substituto para back-up?
A resposta é não, pois são volumes de armazenamento utilizados para finalidades diferentes. Por mais que os níveis de RAID, com exceção do 0, entreguem um bom nível de proteção contra falhas — um sistema de RAID 6 consegue sobreviver a danos em até 2 discos simultaneamente — vocês ainda precisarão de uma camada extra de segurança, ou seja, deverão contar com um backup dos dados armazenado no sistema RAID.
O backup será a salvaguarda para o caso de todas as unidades falharem de forma simultânea, seja por causa de picos de energia, danos causados por desastres naturais — enchentes, terremotos, inundações, entre outros — ou até mesmo invasões causadas por criminosos virtuais, que podem inutilizar os dados.
Como o RAID é um sistema criado a partir de dispositivos físicos dentro da empresa, será interessante a criação da cópia de segurança em outro meio, como a nuvem. Dessa maneira, mesmo que aconteça algum problema que afete a infraestrutura física da empresa, os dados se manterão a salvo e pronto para serem utilizados.
A recuperação da produtividade é feita de forma rápida e simplificada, permitindo que, logo após a recriação do RAID, eles voltem para o local de origem.
Esperamos que você tenha compreendido o que é RAID e quais são os seus benefícios. A verdade é que o assunto tem uma certa complexidade, porém, o que aqui foi dito é o suficiente para entender o seu propósito.
Para escolher o melhor RAID é importante contar com a ajuda de uma consultoria. Por isso, entre em contato com a ValueHost e conheça os nossos serviços.
