Quem trabalha com armazenamento e proteção de grandes volumes de dados provavelmente já ouviu falar em RAID.
O Conjunto Redundante de Discos Independentes, como RAID pode ser traduzido, é uma técnica usada para melhorar o desempenho e a confiabilidade do armazenamento de dados. É especialmente importante em situações que a segurança dos dados é imprescindível.
Neste artigo, vai conhecer tudo sobre o RAID, qual a sua função e como aplicar essa técnica. Acompanhe!
O que é RAID?
RAID é uma técnica de armazenamento que utiliza um conjunto de discos de disco ou SSD para aumentar a velocidade de processamento e/ou a proteção dos dados. RAID é o acrónimo para Redundant Array of Independent Drives, que pode ser traduzido como Conjunto Redundante de Discos Independentes.
A técnica consiste em criar um subsistema de armazenamento com vários discos individuais, como se fossem “blocos de montar”. Assim, o computador interpreta todos os drives disponíveis como uma unidade de armazenamento: se tem 2 discos de 2TB,2 TB, o sistema operativo entende como apenas 1 disco de 4 TB. Existem diferentes modelos de RAID para fazer isso, como vamos ver mais adiante.
Esta técnica foi apresentada em 1988 por três pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, num artigo chamado “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)”. Posteriormente, a expressão mudou de “inexpensive disks” para “independent disks”, para se desvincular da ideia de “discos baratos”.
Qual a função do RAID?
A função do RAID é criar redundância e também desempenho. Redundância significa que os dados são guardados em mais de um local entre todos os discos que compõem o conjunto, de maneira que, se um dos discos falhar, os dados estão em segurança nos outros discos. Assim, o sistema pode continuar a funcionar normalmente.
Para que o RAID ofereça maior segurança e/ou melhor desempenho para o armazenamento de dados, depende do tipo utilizado. Vamos entender melhor:
Maior segurança
O sistema de redundância do RAID proporciona maior segurança. Mesmo que um dos discos apresente falhas, os outros garantem que os dados não se percam, porque guardam os mesmos ficheiros.
Mas é importante saber que o RAID não substitui o backup, a melhor forma de garantir a sua recuperabilidade. Este sistema não resiste a falhas simultâneas com os discos, como problemas de energia, infeção por vírus ou erros operacionais. Então, os dados ainda estão sujeitos à perda total.
Melhor desempenho
O RAID também consegue aumentar a velocidade de leitura e gravação dos dados, por dividir as tarefas em diversos discos, mas depende do sistema utilizado, como veremos a seguir.
A melhoria de desempenho do armazenamento também se evidencia nas soluções que o sistema apresenta para os problemas mecânicos com os discos. Diante de falhas nos Discos ou SSDs, o RAID permite que o sistema se recupere rapidamente e continue a funcionar.
Quais são os tipos de RAID?
Vamos começar a entender com mais detalhe como funciona o RAID e os diferentes tipos que existem: distribuição, espelhamento e paridade. Entenda agora:
RAID de distribuição
O RAID de distribuição divide a gravação dos dados em diferentes discos. Nesse método, os ficheiros não se repetem nos diversos discos, para que não fiquem sobrecarregados com excesso de informação e processem os dados mais rapidamente.
Por isso, o foco do RAID de distribuição é a velocidade de leitura e gravação dos dados, que deixa o computador mais rápido. Apesar disso, perde em segurança e confiabilidade, já que a perda de dados num disco ou SSD também torna inacessíveis os dados nos outros discos.
Perceba, portanto, que o RAID de distribuição não tem redundância. Por esse motivo, algumas pessoas não o consideram um tipo de RAID.
RAID de espelhamento
No RAID de espelhamento, como sugere o nome, os dados são espelhados nos diversos discos do sistema. Ou seja, cópias idênticas aos ficheiros originais são armazenadas em pelo menos mais um disco do sistema.
O seu objetivo principal é garantir a redundância dos dados, o que garante maior segurança para os ficheiros. Por outro lado, a velocidade não é aprimorada, já que o processo de gravação é replicado em vários discos. Além disso, o custo de implementação tende a ser mais alto, já que grande parte dos discos é dedicada a cópias dos ficheiros.
RAID de paridade
O RAID de paridade cria dados adicionais gravados junto aos ficheiros originais. Eles garantem a segurança do sistema, porque, em caso de falha num disco ou SSD, esses dados permitem a reconstrução dos ficheiros sem perda de informação.
A paridade difere do espelhamento, que realiza a cópia completa dos ficheiros em diferentes discos. Dessa forma, o RAID de paridade otimiza, em simultâneo, a segurança e o desempenho do sistema, já que permite a recuperação completa dos dados sem ocupar espaço com cópias de ficheiros.
Quais os níveis de RAID?
No artigo da Universidade da Califórnia, que introduziu o uso do termo RAID, os autores já apresentaram os diferentes níveis de RAID que podem existir. Eles representam os tipos de arranjos de discos e a tecnologia que usam para ganhar redundância e/ou desempenho.
Atualmente existem mais níveis, variações e combinações, mas vamos apresentar agora quais são os principais:
RAID 0
No RAID 0, também chamado striping, o conteúdo é dividido entre todos os discos rígidos, de maneira que executem a leitura e gravação dos dados de forma simultânea.
Portanto, é um tipo de RAID de distribuição, que compromete a segurança, por não ter cópias nos outros discos, mas fortalece o desempenho. Por esse motivo, muitos não consideram o RAID 0 como um tipo de RAID.
O RAID 0 costuma ser usado em aplicações que lidam com grandes volumes de dados e devem apresentar rapidez de processamento, como tratamento de imagens e edição de vídeos.
Vantagens
- Aumenta a velocidade de processamento;
- Reduz o custo de expansão de memória;
- É uma técnica fácil de implementar.
Desvantagens
- Compromete a segurança dos dados;
- Não tem espelhamento nem paridade de dados.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 1
O RAID 1 proporciona segurança para falhas físicas nas unidades de armazenamento. Neste nível, os dados são copiados em um ou mais discos do sistema. Sempre que há uma alteração nos dados, são modificados em todos os discos.
Portanto, utiliza o tipo de RAID de espelhamento, que foca na segurança dos dados, em detrimento da velocidade, já que é preciso realizar o processamento em cada disco.
O RAID 1 é um dos mais usados, especialmente em unidades que não podem sofrer perdas de dados nem indisponibilidade. A sua função é garantir que a máquina esteja disponível mesmo em caso de falhas.
Vantagens
- Proporciona segurança de dados, com cópias idênticas nos outros discos;
- Garante a disponibilidade da máquina em caso de falha.
Desvantagens
- A capacidade efetiva de armazenamento é apenas metade da capacidade total da unidade;
- Aumenta o custo de expansão de memória;
- Pode afetar a velocidade de processamento.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 2
O RAID 2 é um dos níveis de RAID que entrou em desuso, já que o seu funcionamento foi incorporado aos Discos atuais. É similar ao RAID 0, que o conteúdo é dividido entre os discos, mas adiciona algoritmos de controlo e correção de erros, que trazem uma proteção adicional em caso de falhas.
Vantagens
- Oferece uma camada de proteção aos dados;
- Aumenta a velocidade de processamento.
Desvantagens
- É uma técnica obsoleta diante dos Discos atuais;
- Não tem espelhamento nem paridade de dados.
RAID 3
A partir do RAID 3, todos os mecanismos utilizam recursos de paridade. No RAID 3, os dados são divididos em pequenos blocos, que recebem bits adicionais — os bits de paridade — num novo disco, responsável por identificar e corrigir erros nas unidades.
Vantagens
- Aumenta a velocidade de leitura e gravação de dados;
- Oferece proteção contra falhas nos discos.
Desvantagens
- Dificulta a montagem na aplicação via software.
RAID 4
O RAID 4 é mais um nível que utiliza recursos de paridade. É semelhante ao RAID 3, mas os dados são divididos entre os discos e podem ser reconstruídos por meio dos bits de paridade num disco adicional.
Você pode ter três discos, por exemplo, que efetivamente armazenam os dados, enquanto um quarto disco guarda a paridade. Ou seja, só precisa de um disco adicional para a proteção dos dados, enquanto o RAID 1 exige vários discos espelhados.
Vantagens
- Garante a segurança dos dados por paridade;
- Reduz o custo da proteção dos dados.
Desvantagens
- Se um disco falhar, a reconstrução dos dados é mais difícil em relação ao RAID 1, que já tem o dado pronto espelhado;
- Utiliza uma técnica antiga que já foi superada.
RAID 5
O RAID 5 representa uma evolução dos níveis anteriores. Também pode ser chamado striping com paridade.
Neste caso, os recursos de paridade não são armazenados num disco exclusivo adicional como acontece no RAID 4. Eles são distribuídos de forma alternada em vários discos. Se um disco falhar, é possível acionar um processo chamado “rebuild” para reconstruir os dados.
Porém, se um disco falhar, a reconstrução tende a ser demorada. E, se outra unidade falhar durante a reconstrução, os dados podem ser perdidos.
Vantagens
- Oferece um sistema de proteção de dados mais robusto;
- É mais rápido para ler dados e identificar erros nos discos;
- Garante a disponibilidade da unidade mesmo se um disco falhar ou estiver em reconstrução.
Desvantagens
- É um pouco mais lento para gravar os dados, devido aos cálculos de paridade;
- Tem uma técnica complexa que atrasa o tempo de restauração dos dados.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 6
O RAID 6, também chamado striping com dupla paridade, funciona como o RAID 5, mas oferece mais segurança aos dados no caso de falha de duas unidades simultaneamente.
Isso acontece porque o RAID 6 grava os dados de paridade em duas unidades diferentes. Desta forma, se um disco falhar, a matriz RAID sobrevive se acontecer uma segunda falha. Assim, tem acesso aos dados mesmo que as unidades estejam a ser restauradas.
Vantagens
- É rápido para ler dados e identificar erros nos discos;
- Garante a disponibilidade dos dados mesmo em caso de falha dupla.
Desvantagens
- Grava os dados mais lentamente que o RAID 5 devido aos cálculos adicionais de paridade;
- Tem uma tecnologia complexa que afeta a velocidade de reconstrução.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 10
O RAID 10 pode ser considerado uma combinação de RAID 1 e RAID 0, com suas vantagens e desvantagens. Este sistema tem dados espelhados em unidades secundárias (característica do RAID 1), o que garante maior segurança, mas também utiliza a distribuição dos dados (característica do RAID 0), para acelerar o processamento.
Assim, quando um disco apresentar falhas, o tempo de recuperação dos dados da unidade é muito mais rápido, já que eles estão espelhados. Por outro lado, o custo do armazenamento torna-se maior, já que metade da capacidade vai para o espelhamento.
Vantagens
- Garante a segurança dos dados com o espelhamento;
- Aumenta a velocidade de transferência e recuperação de dados.
Desvantagens
- É uma solução cara para obter redundância;
- Tem um alto custo de expansão de memória (exige mínimo de 4 Discos).
Como é implementado o RAID?
Agora que já entendeu melhor o que é RAID e quais são os tipos e níveis que existem, vamos ver na prática como implementar um arranjo de discos.
O RAID pode ser implementado de duas formas: via software e via hardware. Para decidir qual opção é melhor, é importante avaliar a infraestrutura da empresa, os seus objetivos ao instalar o RAID (foco em segurança ou desempenho) e a disponibilidade de recursos, já que cada solução tem um custo.
Independentemente da opção que escolher, é importante contar com profissionais ou empresas qualificados para fazer esse tipo de procedimento. Uma ação equivocada na implementação pode afetar o funcionamento dos discos e inviabilizar o seu uso. Então, tenha cuidado.
A seguir, entenda como funcionam os procedimentos:
Via software
Na implementação via software, o sistema operacional gerencia o RAID por meio do gestor de discos. Esta forma de implementação tende a ser mais flexível e barata, mas pode comprometer o desempenho da máquina, por ocupar o processador com cálculos onde os dados devem ser guardados.
Para isso, precisa ter dois ou mais discos com a mesma velocidade e capacidade. Após instalar os volumes no computador, é preciso fazer a configuração do RAID pelo Windows.
Então, vá até o Gestor de Discos do Windows, em Ferramentas Administrativas. Lá, encontre o disco que não está com volume alocado, clique com o botão direito do rato e escolha a opção “Criar volume distribuído”.
Em seguida, selecione os volumes não alocados que devem fazer parte do seu sistema RAID e defina o tamanho deles. Finalize as configurações, defina uma letra para a unidade e termine o processo fazendo uma formatação rápida na unidade. Depois disso, já tem um RAID em funcionamento.
Via hardware
A implementação via hardware tende a ser mais eficiente, mas também mais complexa. Para fazer isso, precisa de pelo menos dois discos rígidos e um controlador, que permitem montar um RAID 0 ou um RAID 1.
Primeiro, é preciso instalar os componentes do hardware. Conecte os discos nas portas administradas pelo controlador RAID. Depois, configure o RAID, para que os discos funcionem de forma integrada. Para isso, é preciso aceder às configurações da placa-mãe e modificar as portas que estão a ser usadas como “IDE” para “RAID”.
Depois disso, entre no modo de configuração de POST (Power-On Self Test), que mostra que o sistema RAID ainda não está em funcionamento e permite configurá-lo. Neste modo, pode criar o volume RAID, definir o nível (RAID 0 ou RAID 1) e o tamanho da divisão.
Por fim, basta configurar o sistema operacional para tornar o RAID funcional. Provavelmente o sistema não vai reconhecer o volume RAID e deve solicitar a drive para a sua instalação. Então, utilize uma pen USB ou cartão de memória com a drive. Depois da instalação, o sistema operacional deve reconhecer os dois volumes como apenas uma unidade.
Agora já sabe o que é um RAID, quais são as suas funções e como utilizar. Geralmente estas soluções são utilizadas em empresas e organizações que trabalham com grandes volumes de dados e precisam garantir a segurança dos dados e o desempenho das suas máquinas.
Mas o RAID pode ser implementado por qualquer utilizador, desde que tenha conhecimento técnico para isso — ou, é claro, conte com ajuda profissional.
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