Entendendo RAID e Como Fazer Backup dos Dados do RAID

Com o avanço da tecnologia da informação e o aumento da demanda por armazenamento, a tecnologia RAID ganhou aplicação ampla em ambientes de computação modernos. Ela oferece vantagens como proteção de dados, melhoria do desempenho, expansão de capacidade e gerenciamento flexível, tornando-se uma ferramenta crucial para numerous organizações e empresas na construção de soluções de armazenamento confiáveis.

O que é RAID?

Em 1988, a Universidade da Califórnia, em Berkeley, propôs e definiu pela primeira vez o conceito de RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks). Sua ideia fundamental é combinar organicamente vários discos de menor capacidade e relativamente baratos para alcançar uma capacidade, desempenho e confiabilidade comparáveis aos de discos de grande capacidade e caros, mas a um custo mais baixo.

À medida que os custos e preços dos discos continuaram a diminuir, o termo "barato" tornou-se sem significado, pois o RAID podia utilizar a maioria dos discos. Portanto, a RAID Advisory Board (RAB) decidiu substituir "barato" por "independente", e o RAID passou a significar Redundant Array of Independent Disks, indicando um conjunto composto por discos independentes com capacidades de redundância.

A tecnologia RAID combina vários dispositivos de disco em uma matriz de disco maior e mais segura. Ela divide os dados em segmentos e os armazena em diferentes dispositivos de disco físico. Ao utilizar técnicas de leitura e gravação distribuídas, melhora o desempenho geral da matriz de discos. Além disso, sincroniza várias cópias de dados importantes em diferentes dispositivos de disco físico, oferecendo excelente redundância e efeitos de backup de dados.

O RAID utiliza três técnicas principais: striping de dados, espelhamento e paridade de dados, para alcançar alto desempenho, confiabilidade, tolerância a falhas e escalabilidade. Dependendo das estratégias e arquiteturas baseadas nessas três técnicas, o RAID pode ser classificado em diferentes níveis para atender aos requisitos de diversos aplicativos de dados.

Atualmente, existem pelo menos uma dúzia de soluções de matriz de discos RAID disponíveis. Considerando custos e aspectos técnicos, geralmente é necessário equilibrar a confiabilidade dos dados e o desempenho de leitura/gravação com base em diferentes necessidades e desenvolver soluções diferentes para atender a requisitos específicos. A seguir, apresentamos introduções a alguns esquemas RAID mais comumente usados.

Esquemas RAID comumente usados

RAID 0: RAID 0, também conhecido como Faixa ou Fatiamento, representa o maior desempenho de armazenamento entre todos os níveis RAID. O princípio por trás da melhoria do desempenho de armazenamento no RAID 0 é distribuir dados consecutivos por vários discos para acesso. Dessa forma, quando o sistema recebe solicitações de dados, elas podem ser executadas em paralelo por vários discos, com cada disco tratando sua parte das solicitações de dados. Essa operação paralela nos dados aproveita plenamente a largura de banda do barramento, melhorando significativamente o desempenho geral de acesso ao disco.

As vantagens do RAID 0 incluem baixo custo, desempenho aprimorado e throughput de todo o conjunto de discos, velocidades de leitura/gravação aprimoradas e sem perda da capacidade total dos discos. Ele se destaca no manuseio de grandes arquivos rapidamente. No entanto, a desvantagem é que se qualquer disco no conjunto falhar, todos os dados se tornam irre recuperáveis.

RAID 1: O RAID 1, também conhecido como espelhamento de disco, funciona espelhando os dados de um disco para outro. Em outras palavras, quando os dados são gravados em um disco, uma cópia espelhada é gerada simultaneamente em outro disco ocioso. Essa abordagem maximiza a confiabilidade e recuperabilidade do sistema sem comprometer o desempenho. Desde que pelo menos um disco de qualquer par espelhado no sistema permaneça funcional, o sistema pode operar normalmente, mesmo que metade dos discos tenha problemas.

As vantagens do RAID 1 incluem o desempenho de leitura duplicado, fornecendo redundância de dados. Se um disco falhar e os dados forem perdidos, eles podem ser restaurados do outro disco. No entanto, as desvantagens são baixo uso do disco, custo mais alto e carga aumentada no controlador de disco.

RAID 5: O RAID 5 não cria backups dos dados armazenados. Em vez disso, ele armazena os dados e as informações de paridade correspondentes em todos os discos que compõem o RAID 5, especialmente em discos diferentes. Quando os dados em um disco do RAID 5 ficam danificados, os dados restantes e as informações de paridade correspondentes são usados para recuperar os dados corrompidos.

As vantagens do RAID 5 incluem acesso coletivo eficiente aos dados de maneira baseada em blocos, a presença de um mecanismo de checksum e alta utilização de espaço. No entanto, os pontos negativos são que quanto mais discos estiverem envolvidos no RAID 5, menor será o desempenho de segurança, tornando-o mais suscetível à perda de dados. Se dois discos consecutivos falharem, os dados não poderão ser recuperados. Além disso, o RAID 5 apresenta alta eficiência de leitura, mas eficiência média de gravação.

RAID 10: Também conhecido como RAID 1 + RAID 0, é uma configuração de "espelhamento em listras", o que significa que os dados são distribuídos em duas matrizes espelhadas. A distribuição ocorre entre as matrizes, enquanto o espelhamento acontece dentro da mesma matriz. A combinação dessas duas técnicas acelera o processo de reconstrução. O número de discos em uma matriz RAID 10 deve ser um múltiplo de quatro.

As vantagens do RAID 10 incluem alta velocidade e baixa tolerância a falhas. No entanto, ele tem as desvantagens de alto custo e pouca escalabilidade.

Vantagens do RAID

Melhoria na taxa de transferência de dados: RAID melhora significativamente o throughput de dados de um sistema de armazenamento, armazenando e acessando dados simultaneamente em vários discos. No RAID, várias unidades de disco podem transmitir dados de forma concorrente, parecendo uma unidade lógica única. Como resultado, o RAID pode alcançar velocidades várias vezes, ou até centenas de vezes mais rápidas do que uma unidade de disco única.

Tolerância a falhas por meio de validação de dados: Discos rígidos comuns não possuem tolerância a falhas incorporada, exceto pelos códigos CRC (Cyclic Redundancy Check) gravados no disco. A tolerância a falhas do RAID é construída sobre a tolerância a falhas de hardware de cada unidade de disco, fornecendo maior segurança. Muitos modos de RAID incluem medidas abrangentes para validação mútua e recuperação, como backups de espelhamento direto. Isso melhora significativamente a tolerância a falhas dos sistemas RAID e aumenta a estabilidade e redundância do sistema.

RAID não é backup

RAID e backup são conceitos significativamente diferentes, ou poder-se-ia dizer que nem sequer são o mesmo conceito. RAID pode ser considerado uma forma de tolerância a falhas. Backup e tolerância a falhas são conceitos distintos. Backup permite que você recupere dados após um desastre ocorrer, enquanto a tolerância a falhas reduz a probabilidade de um desastre acontecer.

Você pode pensar na tolerância a falhas como erguer um corrimão na beira de um penhasco, enquanto o backup é estabelecer um hospital na base do penhasco. Tanto o corrimão quanto o hospital são desejáveis, mas eles são aplicações completamente separadas.

Embora o RAID grave dados em dois discos simultaneamente, ele não é um backup. Se o seu sistema operacional ou software (excluindo falha de disco) excluir seus dados, a operação de exclusão será enviada para ambos os discos e apagará simultaneamente os dados em ambos os discos. Por exemplo, em um cenário simples, se alguém executar uma operação "drop tables" em um banco de dados, nenhum modo de RAID pode proteger efetivamente seus dados. No entanto, o backup envolve criar uma cópia dos dados, armazená-la em outro local e separá-la dos dados originais em termos de espaço e tempo. A menos que seus dados de backup sejam deletados intencionalmente, eles não serão danificados. Enfim, mesmo se você usar RAID, ainda é necessário utilizar software de backup eficaz para proteger seus dados contra danos.

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Conclusão

RAID é uma tecnologia usada para melhorar o desempenho do armazenamento de dados ou a confiabilidade dos dados em disco. Ela garante a segurança dos dados após falhas de disco. Devido à redução do custo dos discos, é recomendável instalar um RAID para ambientes críticos ou dados importantes. No entanto, lembre-se de que o RAID não pode substituir backups, portanto, recomenda-se qualquer solução de backup para seus dados críticos.

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