Entender el RAID y cómo hacer una copia de seguridad de los datos de RAID

Con el avance de la tecnología de la información y la creciente demanda de almacenamiento, la tecnología RAID ha obtenido una aplicación amplia en los entornos de cómputo modernos. Ofrece ventajas como protección de datos, mejora del rendimiento, expansión de capacidad y gestión flexible, lo que la convierte en una herramienta crucial para numerosas organizaciones y empresas al construir soluciones de almacenamiento confiables.

¿Qué es RAID?

En 1988, la Universidad de California, Berkeley, propuso y definió por primera vez el concepto de RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks). Su idea fundamental es combinar de manera orgánica varios discos de menor capacidad y relativamente económicos para lograr una capacidad, rendimiento y fiabilidad comparables a los de discos de gran capacidad y costosos, pero a un costo más bajo.

A medida que los costos y precios de los discos continuaron disminuyendo, el término "económico" se volvió meaningless ya que RAID podía utilizar la mayoría de los discos. Por lo tanto, la RAID Advisory Board (RAB) decidió reemplazar "económico" con "independiente", y RAID se convirtió en Redundant Array of Independent Disks, significando un conjunto compuesto de discos independientes con capacidades de redundancia.

La tecnología RAID combina varios dispositivos de disco en un arreglo de disco mayor y más seguro. Divide los datos en segmentos y los almacena en diferentes dispositivos de disco físicos. Al utilizar técnicas de lectura y escritura distribuidas, mejora el rendimiento general del arreglo de discos. Además, sincroniza varias copias de datos importantes en diferentes dispositivos de disco físico, ofreciendo una excelente redundancia y efectos de respaldo de datos.

RAID emplea tres técnicas principales: segmentación de datos, espejo de datos y paridad de datos, para lograr un alto rendimiento, fiabilidad, tolerancia a fallos y escalabilidad. Según las estrategias y arquitecturas basadas en estas tres técnicas, RAID se puede clasificar en diferentes niveles para satisfacer los requisitos de diversas aplicaciones de datos.

Actualmente, hay al menos una docena de soluciones de matrices de discos RAID disponibles. Considerando costos y aspectos técnicos, generalmente es necesario equilibrar la fiabilidad de los datos y el rendimiento de lectura/escritura según diferentes necesidades y desarrollar soluciones diversas para cumplir con requisitos específicos. A continuación se presentan introducciones a algunos esquemas de RAID comúnmente utilizados.

Esquemas RAID comúnmente utilizados

RAID 0: RAID 0, también conocido como Stripe o Striping, representa el mayor rendimiento de almacenamiento entre todos los niveles RAID. El principio detrás de la mejora del rendimiento de almacenamiento en RAID 0 es distribuir datos consecutivos a través de varios discos para su acceso. De esta manera, cuando el sistema recibe solicitudes de datos, estas pueden ejecutarse en paralelo mediante varios discos, con cada disco gestionando su parte de las solicitudes de datos. Esta operación paralela sobre los datos aprovecha al máximo el ancho de banda de la tarjeta de bus, mejorando significativamente el rendimiento general de acceso a los discos.

Las ventajas de RAID 0 incluyen bajo costo, mejora en el rendimiento y el rendimiento total del arreglo de discos, velocidades de lectura/escritura mejoradas, y sin pérdida de la capacidad total del disco. Es excelente para manejar archivos grandes rápidamente. Sin embargo, el inconveniente es que si algún disco del arreglo falla, todos los datos se vuelven irre recuperables.

RAID 1: RAID 1, también conocido como espejo de disco, funciona copiando los datos de un disco a otro. En otras palabras, cuando se escriben datos en un disco, una copia espejada se genera simultáneamente en otro disco que está inactivo. Este enfoque maximiza la fiabilidad y recuperabilidad del sistema sin comprometer el rendimiento. Mientras al menos un disco de cualquier par espejado en el sistema permanezca funcional, el sistema puede operar normalmente, incluso si la mitad de los discos tienen problemas.

Las ventajas de RAID 1 incluyen un rendimiento de lectura duplicado y la provisión de redundancia de datos. Si un disco falla y se pierden los datos, estos pueden restaurarse desde el otro disco. Sin embargo, las desventajas son una baja utilización del disco, un costo más alto y una carga aumentada en el controlador de disco.

RAID 5: RAID 5 no crea respaldos de los datos almacenados. En su lugar, almacena los datos y la información de paridad correspondiente en los discos que componen RAID 5, especialmente en discos diferentes. Cuando los datos en un disco de RAID 5 resultan dañados, se utilizan los datos restantes y la información de paridad correspondiente para recuperar los datos corruptos.

Las ventajas de RAID 5 incluyen un acceso colectivo eficiente a los datos de manera basada en bloques, la presencia de un mecanismo de suma de verificación y una alta utilización del espacio. Sin embargo, los inconvenientes son que cuanto más discos estén involucrados en RAID 5, menor será el rendimiento de seguridad, lo que lo hace más propenso a la pérdida de datos. Si dos discos consecutivos fallan, los datos no se pueden recuperar. Además, RAID 5 muestra una alta eficiencia en lectura pero una eficiencia promedio en escritura.

RAID 10: También conocido como RAID 1 + RAID 0, es una configuración "espejo-rayada", lo que significa que los datos se distribuyen entre dos matrices espejadas. La distribución ocurre entre las matrices, mientras que el espejo tiene lugar dentro de la misma matriz. La combinación de estas dos técnicas acelera el proceso de reconstrucción. El número de discos en una matriz RAID 10 debe ser múltiplo de cuatro.

Las ventajas de RAID 10 incluyen alta velocidad y baja tolerancia a fallos. Sin embargo, tiene las desventajas de un alto costo y una pobre escalabilidad.

Ventajas de RAID

Mejora en la velocidad de transferencia de datos: RAID mejora significativamente el rendimiento de transferencia de datos de un sistema de almacenamiento almacénando y accediendo a los datos simultáneamente en varios discos. En RAID, varias unidades de disco pueden transmitir datos concurrentemente, apareciendo como una unidad lógica única. Como resultado, RAID puede alcanzar velocidades varias veces, o incluso cientos de veces más rápidas que una sola unidad de disco.

Tolerancia a fallos mediante validación de datos: Los discos duros convencionales carecen de tolerancia a fallos incorporada, salvo por los códigos CRC (Cyclic Redundancy Check) escritos en el disco. La tolerancia a fallos de RAID se basa en la tolerancia a fallos a nivel de hardware de cada unidad de disco, proporcionando una mayor seguridad. Muchos modos de RAID integran medidas comprehensivas para la validación mutua y la recuperación, incluyendo copias de seguridad por espejo directo. Esto mejora considerablemente la tolerancia a fallos de los sistemas RAID y aumenta la estabilidad y redundancia del sistema.

RAID no es copia de seguridad

RAID y copia de seguridad son conceptos significativamente diferentes, o se podría decir que ni siquiera son el mismo concepto. RAID puede considerarse una forma de tolerancia a fallas. Copia de seguridad y tolerancia a fallas son conceptos distintos. La copia de seguridad te permite recuperar datos después de que ocurre un desastre, mientras que la tolerancia a fallas reduce la probabilidad de que ocurra un desastre.

Puedes pensar en la tolerancia a fallos como levantar una barandilla al borde de un acantilado, mientras que la copia de seguridad es establecer un hospital en la base del acantilado. Tanto la barandilla como el hospital son deseables, pero son aplicaciones completamente separadas.

Aunque RAID escribe datos en dos discos simultáneamente, no es una copia de seguridad. Si tu sistema operativo o software (excluyendo el fallo de disco) elimina tus datos, la operación de eliminación se enviará a ambos discos y borrará simultáneamente los datos en ambos discos duros. Por ejemplo, en un escenario simple, si alguien ejecuta una operación "drop tables" en una base de datos, ningún modo de RAID puede proteger efectivamente tus datos. Sin embargo, la copia de seguridad implica crear una copia de los datos, almacenarla en otro lugar y separarla de los datos originales en términos de espacio y tiempo. A menos que tus datos de respaldo sean eliminados intencionalmente, no se dañarán. En resumen, incluso si usas RAID, aún necesitas utilizar un software de copia de seguridad efectivo para proteger tus datos de daños.

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Conclusión

RAID es una tecnología utilizada para mejorar el rendimiento del almacenamiento de datos o la fiabilidad de los datos en disco. Garantiza la seguridad de los datos después de fallos en los discos. Debido a la disminución del costo de los discos, es recomendable instalar un RAID para entornos críticos o datos importantes. Sin embargo, recuerda que RAID no puede reemplazar las copias de seguridad, por lo que se recomienda cualquier solución de copia de seguridad para tus datos críticos.

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