RAID

Pessoal, como estou montando meu TCC, resolvi postar algo que talvez não entre nele, então resolvi compartilhar com vocês...

RAID
O RAID (Redundant Array of Independent Drives) inicialmente seria dois ou mais discos do mesmo tamanho trabalhando simultaneamente com as informações, um espelhamento como forma de backup dos dados. Apesar do RAID oferecer segurança e confiabilidade na adição de redundância e evitar falhas dos discos, o RAID não protege contra falhas de energia ou erros de operação.

Arquiteturas

RAID via software
O sistema operacional gerencia o RAID através da controladora de discos, sem a necessidade de um controlador de RAIDs, tornando-a mais barata e menos confiável. Os sistema operacional precisa ter no kernel instruções de RAID como Windows Server, Linux e FreeBSD.
Nessa implementação todo o processamento necessário para o gerenciamento do RAID é feito pela CPU. Toda movimentação de dados(leitura e escrita) é feita por uma camada de software que faz a abstração entre a operação lógica (RAID) e os discos físicos, e é controlada pelo sistema operacional.

RAID via hardware

Controladoras RAID em hardware usam layouts de disco proprietários (e diferentes). Eles não utilizam recursos do processador, tem uma maior integração com o driver do dispositivo oferecendo melhor desempenho na leitura/escrita e no tratamento de erros.
RAID via hardware requer uma controladora dedicada, existe placas integrada à placa-mãe ou placa de expansão PCI, PCI-e. Existe a necessidade de ter um cachê de leitura/escrita, uma espécie de memória dedicada ao RAID.
Outra vantagem do RAID via hardware é a possibilidade de se ter disco Hot-Swap, retirando o disco com falha com o hardware em funcionamento, não provocando paradas no serviço.

RAID 0

RAID 0 LINEAR

É uma simples concatenação de partições para criar uma grande partição virtual. Isto é possível se tiver várias unidades pequenas, e quer criar uma única e grande partição. Esta concatenação não oferece redundância, e de fato diminui a confiabilidade total, se qualquer um dos discos falhar, a partição combinada irá falhar.
RAID 0 STRIPING

No Striping ou distribuição, os dados são subdivididos em segmentos consecutivos (stripes, ou faixas) que são escritos seqüencialmente através de cada um dos discos de um array, ou conjunto. Cada segmento tem um tamanho definido em blocos. A distribuição oferece melhor desempenho comparado a discos individuais, se o tamanho de cada segmento for ajustado de acordo com a aplicação que utilizará o conjunto, ou array.
A implementação do RAID 0 não vai satisfazer o quesito de redundância. Esse modo cria discos virtuais, para distribuir os dados entre todos os discos e com isso tendo considerável ganho de desempenho.

RAID 1

É o nível de RAID que implementa o espelhamento de disco, também conhecido como mirror. Para esta implementação são necessários no mínimo dois discos. O funcionamento deste nível é simples: todos os dados são gravados em dois discos diferentes; se um disco falhar ou for removido, os dados preservados no outro disco permitem a não descontinuidade da operação do sistema.
Com o RAID 1 consegue-se duplicar o desempenho na leitura de informação, pois as operações de leitura podem ser repartidas pelos dois discos. 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 usado paridade.

RAID 2

Raramente usado, mas armazena informação ECC (Error Correcting Code), que é a informação de controle de erros, no lugar da paridade. Este fato possibilita uma pequena proteção adicional, porém o RAID 2 ficou obsoleto pelas novas tecnologias de disco já possuírem este tipo de correção internamente. O RAID 2 origina uma maior consistência dos dados se houver queda de energia durante a escrita. Baterias de segurança e um encerramento correto podem oferecer os mesmos benefícios.

RAID 3

RAID 3 é similar ao RAID 4, exceto pelo fato de que ele usa o menor tamanho possível para o stripe. Como resultado, qualquer pedido de leitura invocará todos os discos, tornando as requisições de sobreposição de I/O difíceis ou impossíveis.
A fim de evitar o atraso em razão da latência rotacional, o RAID 3 exige que todos os eixos das unidades de disco estejam sincronizados. A maioria das unidades de disco mais recentes não possuem a opção de sincronização do eixo, ou se são capazes disto, faltam os conectores necessários, cabos e documentação do fabricante.
Vantagens:
- Leitura rápida
- Escrita rápida
- Possui controle de erros
Desvantagem:
- Montagem difícil via software

RAID 4

O RAID 4 exige no mínimo três discos rígidos. Divide os dados a nível de "blocos", entre vários discos. A paridade é gravada em um disco separado. Os níveis de leitura são muito parecidos com o RAID 0, porém a gravação requer que a paridade seja atualizada toda as vezes que ocorrerem gravações no disco, tornando-a mais lenta a gravação dos dados no disco.
O RAID 4 assim como outros RAID's, cuja característica é utilizarem paridade, usam um processo de recuperação de dados mais envolvente que arrays espelhados, como RAID 1. Este nível também é útil para criar discos virtuais de grande dimensão, pois consegue somar o espaço total oferecido por todos os discos, exceto o disco de paridade. O desempenho oferecido é razoável nas operações de leitura, pois podem ser utilizados todos os discos em simultâneo.
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 5

O RAID 5 é freqüentemente usado e funciona similarmente ao RAID 4, mas supera alguns dos problemas mais comuns sofridos por esse tipo. As informações sobre paridade para os dados do array são distribuídas ao longo de todos os discos do array, ao invés de serem armazenadas num disco dedicado, oferecendo assim mais desempenho que o RAID 4, e, simultaneamente, tolerância a falhas.
Para aumentar o desempenho de leitura de um array RAID 5, o tamanho de cada segmento em que os dados são divididos pode ser otimizado para o array que estiver a ser utilizado. O desempenho geral de um array RAID 5 é equivalente ao de um RAID 4, exceto no caso de leituras seqüenciais, que reduzem a eficiência dos algoritmos de leitura por causa da distribuição das informações sobre paridade. A informação sobre paridade é distribuída por todos os discos; perdendo-se um, reduz-se a disponibilidade de ambos os dados e a paridade, até à recuperação do disco que falhou. Isto causa degradação do desempenho de leitura e de escrita.

Vantagens:
- Maior rapidez com tratamento de ECC.
- Leitura rápida (porém escrita não tão rápida).
Desvantagem:
- Sistema complexo de controle dos HD's.

Existem outros tipos de RAID que são mais complexos em termos de controle de discos e ter um custo elevado para compra da memória cachê e de aquisição dos HD’s.

Ainda existe outros tipos de RAID, mas os comuns que são mais utilizados acho que esteja aqui falado...