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La
elección de los diferentes niveles de RAID va a depender
de las necesidades del usuario en lo que respecta a factores
como seguridad, velocidad, capacidad, coste, etc. Cada nivel
de RAID ofrece una combinación específica de
tolerancia a fallos (redundancia), rendimiento y coste, diseñadas
para satisfacer las diferentes necesidades de almacenamiento.
La mayoría de los niveles RAID pueden satisfacer de
manera efectiva sólo uno o dos de estos criterios.
No hay un nivel de RAID mejor que otro; cada uno es apropiado
para determinadas aplicaciones y entornos informáticos.
De hecho, resulta frecuente el uso de varios niveles RAID
para distintas aplicaciones del mismo servidor. Oficialmente
existen siete niveles diferentes de RAID (0-6), definidos
y aprobados por el el RAID Advisory Board (RAB). Luego existen
las posibles combinaciones de estos niveles (10, 50, ...).
Los niveles RAID 0, 1, 0+1 y 5 son los más populares.
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Niveles
de RAID
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 RAID
0: Disk Striping "La más alta transferencia, pero
sin tolerancia a fallos".
También
conocido como "separación ó fraccionamiento/
Striping". Los datos se desglosan en pequeños
segmentos y se distribuyen entre varias unidades. Este nivel
de "array" o matriz no ofrece tolerancia al fallo.
Al no existir redundancia, RAID 0 no ofrece ninguna protección
de los datos. El fallo de cualquier disco de la matriz tendría
como resultado la pérdida de los datos y sería
necesario restaurarlos desde una copia de seguridad. Por lo
tanto, RAID 0 no se ajusta realmente al acrónimo RAID.
Consiste en una serie de unidades de disco conectadas en paralelo
que permiten una transferencia simultánea de datos
a todos ellos, con lo que se obtiene una gran velocidad en
las operaciones de lectura y escritura. La velocidad de transferencia
de datos aumenta en relación al número de discos
que forman el conjunto. Esto representa una gran ventaja en
operaciones secuenciales con ficheros de gran tamaño.
Por lo tanto, este array es aconsejable en aplicaciones de
tratamiento de imágenes, audio, video o CAD/CAM, es
decir, es una buena solución para cualquier aplicación
que necesite un almacenamiento a gran velocidad pero que no
requiera tolerancia a fallos. Se necesita un mínimo
de dos unidades de disco para implementar una solución
RAID 0.
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RAID 1:
Mirroring "Redundancia. Más rápido que
un disco y más seguro"
También
llamado "Mirroring" o "Duplicación"
(Creación de discos en espejo). Se basa en la utilización
de discos adicionales sobre los que se realiza una copia en
todo momento de los datos que se están modificando.
RAID 1 ofrece una excelente disponibilidad de los datos mediante
la redundancia total de los mismos. Para ello, se duplican
todos los datos de una unidad o matriz en otra. De esta manera
se asegura la integridad de los datos y la tolerancia al fallo,
pues en caso de avería, la controladora sigue trabajando
con los discos no dañados sin detener el sistema. Los
datos se pueden leer desde la unidad o matriz duplicada sin
que se produzcan interrupciones. RAID 1 es una alternativa
costosa para los grandes sistemas, ya que las unidades se
deben añadir en pares para aumentar la capacidad de
almacenamiento. Sin embargo, RAID 1 es una buena solución
para las aplicaciones que requieren redundancia cuando hay
sólo dos unidades disponibles. Los servidores de archivos
pequeños son un buen ejemplo. Se necesita un mínimo
de dos unidades para implementar una solución RAID
1.
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RAID
0+1/ RAID 0/1 ó RAID 10: "Ambos mundos"
Combinación
de los arrays anteriores que proporciona velocidad y tolerancia
al fallo simultáneamente. El nivel de RAID 0+1 fracciona
los datos para mejorar el rendimiento, pero también
utiliza un conjunto de discos duplicados para conseguir redundancia
de datos. Al ser una variedad de RAID híbrida, RAID
0+1 combina las ventajas de rendimiento de RAID 0 con la redundancia
que aporta RAID 1. Sin embargo, la principal desventaja es
que requiere un mínimo de cuatro unidades y sólo
dos de ellas se utilizan para el almacenamiento de datos.
Las unidades se deben añadir en pares cuando se aumenta
la capacidad, lo que multiplica por dos los costes de almacenamiento.
El RAID 0+1 tiene un rendimiento similar al RAID 0 y puede
tolerar el fallo de varias unidades de disco. Una configuración
RAID 0+1 utiliza un número par de discos (4, 6, 8)
creando dos bloques. Cada bloque es una copia exacta del otro,
de ahí RAID 1, y dentro de cada bloque la escritura
de datos se realiza en modo de bloques alternos, el sistema
RAID 0. RAID 0+1 es una excelente solución para cualquier
uso que requiera gran rendimiento y tolerancia a fallos, pero
no una gran capacidad. Se utiliza normalmente en entornos
como servidores de aplicaciones, que permiten a los usuarios
acceder a una aplicación en el servidor y almacenar
datos en sus discos duros locales, o como los servidores web,
que permiten a los usuarios entrar en el sistema para localizar
y consultar información. Este nivel de RAID es el más
rápido, el más seguro, pero por contra el más
costoso de implementar.
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RAID 2:
"Acceso paralelo con discos especializados. Redundancia
a través del código Hamming"
El
RAID nivel 2 adapta la técnica comúnmente usada
para detectar y corregir errores en memorias de estado sólido.
En un RAID de nivel 2, el código ECC (Error Correction
Code) se intercala a través de varios discos a nivel
de bit. El método empleado es el Hamming. Puesto que
el código Hamming se usa tanto para detección
como para corrección de errores (Error Detection and
Correction), RAID 2 no hace uso completo de las amplias capacidades
de detección de errores contenidas en los discos. Las
propiedades del código Hamming también restringen
las configuraciones posibles de matrices para RAID 2, particularmente
el cálculo de paridad de los discos. Por lo tanto,
RAID 2 no ha sido apenas implementado en productos comerciales,
lo que también es debido a que requiere características
especiales en los discos y no usa discos estándares.
Debido a que es esencialmente una tecnología de acceso
paralelo, RAID 2 está más indicado para aplicaciones
que requieran una alta tasa de transferencia y menos conveniente
para aquellas otras que requieran una alta tasa de demanda
I/O.
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RAID 3:
"Acceso síncrono con un disco dedicado a paridad"
Dedica
un único disco al almacenamiento de información
de paridad. La información de ECC (Error Checking and
Correction) se usa para detectar errores. La recuperación
de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la
información registrada en los otros discos. La operación
I/O accede a todos los discos al mismo tiempo, por lo cual
el RAID 3 es mejor para sistemas de un sólo usuario
con aplicaciones que contengan grandes registros.
RAID 3 ofrece altas tasas de transferencia, alta fiabilidad
y alta disponibilidad, a un coste intrínsicamente inferior
que un Mirroring (RAID 1). Sin embargo, su rendimiento de
transacción es pobre porque todos los discos del conjunto
operan al unísono.
Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar
una solución RAID 3.
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RAID 4:
"Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad."
Basa su tolerancia al fallo en la utilización de un
disco dedicado a guardar la información de paridad
calculada a partir de los datos guardados en los otros discos.
En caso de avería de cualquiera de las unidades de
disco, la información se puede reconstruir en tiempo
real mediante la realización de una operación
lógica de O exclusivo. Debido a su organización
interna, este RAID es especialmente indicado para el almacenamiento
de ficheros de gran tamaño, lo cual lo hace ideal para
aplicaciones gráficas donde se requiera, además,
fiabilidad de los datos. Se necesita un mínimo de tres
unidades para implementar una solución RAID 4. La ventaja
con el RAID 3 está en que se puede acceder a los discos
de forma individual.
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RAID 5:
"Acceso independiente con paridad distribuida."
Este array ofrece tolerancia al fallo, pero además,
optimiza la capacidad del sistema permitiendo una utilización
de hasta el 80% de la capacidad del conjunto de discos. Esto
lo consigue mediante el cálculo de información
de paridad y su almacenamiento alternativo por bloques en
todos los discos del conjunto. La información del usuario
se graba por bloques y de forma alternativa en todos ellos.
De esta manera, si cualquiera de las unidades de disco falla,
se puede recuperar la información en tiempo real, sobre
la marcha, mediante una simple operación de lógica
de O exclusivo, sin que el servidor deje de funcionar.
Así pues, para evitar el problema de cuello de botella
que plantea el RAID 4 con el disco de comprobación,
el RAID 5 no asigna un disco específico a esta misión
sino que asigna un bloque alternativo de cada disco a esta
misión de escritura. Al distribuir la función
de comprobación entre todos los discos, se disminuye
el cuello de botella y con una cantidad suficiente de discos
puede llegar a eliminarse completamente, proporcionando una
velocidad equivalente a un RAID 0.
RAID 5 es el nivel de RAID más eficaz y el de uso preferente
para las aplicaciones de servidor básicas para la empresa.
Comparado con otros niveles RAID con tolerancia a fallos,
RAID 5 ofrece la mejor relación rendimiento-coste en
un entorno con varias unidades. Gracias a la combinación
del fraccionamiento de datos y la paridad como método
para recuperar los datos en caso de fallo, constituye una
solución ideal para los entornos de servidores en los
que gran parte del E/S es aleatoria, la protección
y disponibilidad de los datos es fundamental y el coste es
un factor importante. Este nivel de array es especialmente
indicado para trabajar con sistemas operativos multiusuarios.
Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar
una solución RAID 5.
Los niveles 4 y 5 de RAID pueden utilizarse si se disponen
de tres o más unidades de disco en la configuración,
aunque su resultado óptimo de capacidad se obtiene
con siete o más unidades. RAID 5 es la solución
más económica por megabyte, que ofrece la mejor
relación de precio, rendimiento y disponibilidad para
la mayoría de los servidores.
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RAID
6: "Acceso independiente con doble paridad"
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 a las caídas de
disco, ofreciendo dos niveles de redundancia. Hay pocos ejemplos
comerciales en la actualidad, ya que su coste de implementación
es mayor al de otros niveles RAID, ya que las controladoras
requeridas que soporten esta doble paridad son más
complejas y caras que las de otros niveles RAID. Así
pues, comercialmente no se implementa
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RAID
TP: "Triple paridad distribuida"
Similar al RAID 5y a RAID 6 , pero calcula 3 paridades sobre
3 discos individuales
Raid TP usa 3 ecuaciones independientes para calcular las
paridades
Requiere un minimo de 4 discos
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