Niveles de los Sistemas RAID

Niveles de los Sistemas RAID

Son los que determinan las diferentes configuraciones RAID posibles, las cuales van a depender de las necesidades de los usuarios y de las posibilidades de las controladoras. Los niveles RAID más usuales en la práctica son: 0, 0+1, 3 y 5, los cuales examinaremos a continuación. Dichos niveles han sido definidos por el RAID ADVISORY BOARD (RAB).

El RAID 0 (DISK STRIPPING), esta técnica tiene bandeado paro no tiene redundancia de datos. Ofrece el mejor rendimiento pero no tolerancia a los fallos. Consiste en dividir la información entre los discos que forman el RAID. La capacidad total del RAID será por tanto la suma de las capacidades de cada disco. Esta solución no proporciona ningún tipo de redundancia, por lo que si un disco falla perderemos todos los datos almacenados. Con RAID 0 se consigue un alto rendimiento al trabajar en paralelo con todos los discos del RAID. Este tipo de solución es válida en aplicaciones que requieran un gran RATIO DE E/S, y en las que se puede aceptar la pérdida de algún dato, como por ejemplo en el área del PREPRESS.
Aplicaciones: Edición y producción de imagenes, video y prensa.

El RAID 1 (DISK MIRRORING), consiste en asociar a cada disco primario del RAID un segundo disco ESPEJO, en el que se duplica la información. Si el disco primario falla el espejo continúa trabajando. Una vez sustituído el disco averiado, los datos se reconstruyen al 100%. En escritura se pierden prestaciones, al tener que escribir la misma información simultáneamente en dos discos. Por ello, en ocasiones, se utiliza la duplicación de controladoras del disco además de la duplicación de los discos. A este recurso se le denomina DUPLEXING. Dicho recurso resulta caro, ya que requiere instalar en el RAID el doble de la capacidad requerida. Por tanto, su uso se limita a aquellos casos en los que seguridad y continuidad sean fundamentales.
Aplicaciones: Financias, Accounting y Payroll.

El RAID 2, este tipo usa bandeado en todos los discos, con algunos de estos dedicados a almacenar información de verificación y corrección de errores (error checking and correcting, ECC). No tiene ninguna ventaja sobre el RAID-3.

El RAID 3, (PARALLEL DATA ACCES), sirve para disponer de redundancia sin tener que recurrir al mirroring. En el RAID 3 se utilizan X discos de datos y un disco adicional dedicado a la paridad. Los datos son divididos en bytes y cada byte se escribe en uno de los X discos de datos. Aplicando un determinado algoritmo se genera el byte de paridad, que se escribe en el disco de paridad. Toda la información se escribe en los discos de forma paralela. De este modo, la velocidad de transferencia del RAID equivale a la velocidad de transferencia de un disco multiplicada por X. Sin embargo, solo se puede gestionar un E/S a la vez. La recuperación de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información registrada en los otros discos. Dado que una operación E/S accede a todos los discos al mismo tiempo, el RAID-3 no puede traslapar E/S. Por esta razón, el RAID-3 es mejor para sistemas de un solo usuario con aplicaciones que contengan grandes registros.
Aplicaciones: Producción y distribución de video en streaming, Aplicaciones de imagen, video y prensa.
Servidores de Base de Datos Mono-usuario.

El RAID 4, este tipo usa grandes bandas, lo cual significa que podemos leer registros de cualquier disco individual. Esto nos permite aprovechar la E/S traslapada para las operaciones de lectura. Dado que todas las operaciones de escritura tienen que actualizar el disco de paridad, no es posible la superposición E/S para ellas. El RAID-4 no ofrece ninguna ventaja sobre el RAID-5.

El RAID 5, (INDEPENDENT DATA ACCESS), difiere del RAID 3 en que la información se divide en bloques en vez de en bytes. Debido a ello las lecturas pueden ser independientes, mejorando por tanto el número de transacciones E/S que puede gestionar el RAID de forma simultánea. La otra gran diferencia con el RAID 3 radica en el hecho de que la información de la paridad se reparte entre todos los discos de forma ROTATORIA, aliviando así el cuello de botella que se forma en operaciones simultáneas de E/S. Esto ocurre, en concreto, gracias a que solo se debe leer la paridad de un único disco, como es el caso del RAID 3. Con lo que resuelve las limitaciones de escritura en RAID-4. Así, todas las operaciones de lectura y escritura pueden superponerse. Este nivel RAID es recomendable para aplicaciones que trabajen con ficheros pequeños pero con un gran número de transacciones E/S, como es el caso de las bases de datos relacionales o las aplicaciones de gestión.
Aplicaciones: Servidores de archivos y aplicaciones, Servidores de Base de Datos, Servidores www, correo, noticias, Servidores de Intranet.

El RAID 6, este tipo es similar al RAID-5, pero incluye un segundo esquema de paridad distribuido por los distintos discos y por tanto ofrece tolerancia extremadamente alta a los fallos y las caídas de disco. Hay pocos ejemplos comerciales en la actualidad. Posee un diseño muy complejo, un rendimiento pobre y se necesitan N+2 discos.

El RAID 7, este tipo incluye un sistema operativo incrustado de tiempo real como controlador, haciendo las operaciones de caché a través de un bus de alta velocidad y otras características de un ordenador sencillo. Todas las transferencias son asincronas. Y las E/S están centralizadas por la caché. Se necesita un disco de paridad exclusivo. El agente SNMP permite su administración remota. Un vendedor ofrece este sistema.
Aplicaciones: Sistemas de Tiempo Real (Industriales).

El RAID 10, este tipo ofrece un conjunto de bandas en el que cada banda es un grupo de discos RAID-1. Esto proporciona mejor rendimiento que el RAID-1, pero a un costo mucho mayor.
Aplicaciones: Servidores de Bases de Datos con alto rendimiento y tolerancia a fallos.

El RAID 53, este tipo ofrece un conjunto de bandas en el cual cada banda es un conjunto de discos RAID-3. Esto proporciona mejor rendimiento que el RAID-3, pero a un costo mucho mayor.

El RAID 0+1 (STRIPPING + MIRRORING), consiste en la duplicación de los datos en diferentes conjuntos de discos, para un posterior stripping dentro de cada uno de dichos conjuntos. Este nivel está indicado para aplicaciones que necesiten altas prestaciones y un alto nivel de seguridad.
Aplicaciones: Aplicaciones de Imagen, Servidores de archivos generales.