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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 em que a segurança dos dados é imprescindível.

Neste artigo, você vai entender tudo sobre o que é RAID, qual a sua função e como aplicar essa técnica. Acompanhe!

 
RAID: O que é, como funciona e quais são os tipos de RAID?

O que é RAID?

RAID é uma técnica de armazenamento que utiliza um conjunto de discos de HD ou SSD para aumentar a velocidade de processamento e/ou a proteção dos dados. RAID é o acrônimo 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 você tem 2 discos de 2TB,2 TB, o sistema operacional entende como apenas 1 disco de 4 TB. Existem diferentes modelos de RAID para fazer isso, como vamos ver mais adiante.

Essa técnica foi apresentada em 1988 por três pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, em um 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 funcionando 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 arquivos.

Mas é importante saber que o RAID não substitui o backup, que é a melhor forma de garantir a sua recuperabilidade. Esse sistema não resiste a falhas simultâneas com os discos, como problemas de energia, infecção por vírus ou erros operacionais. Então, os dados ainda estão sujeitos à perda total.

Melhor desempenho

O RAID também é capaz de aumentar a velocidade de leitura e gravação dos dados, por dividir as tarefas em diversos discos, mas depende do tipo de sistema utilizado, como veremos a seguir.

A melhora de desempenho do armazenamento também se evidencia nas soluções que o sistema apresenta para os problemas mecânicos com os discos. Diante de falhas nos HDs ou SSDs, o RAID permite que o sistema se recupere rapidamente e continue funcionando.

Quais são os tipos de RAID?

Vamos começar a entender em mais detalhes 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 arquivos não se repetem nos diversos discos, para que eles 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 em um HD 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 arquivos originais são armazenadas em pelo menos mais um disco do sistema.

Seu objetivo principal é garantir a redundância dos dados, o que garante maior segurança para os arquivos. 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 arquivos.

RAID de paridade

O RAID de paridade cria dados adicionais que são gravados junto aos arquivos originais. Eles garantem a segurança do sistema, porque, em caso de falha em um HD ou SSD, esses dados permitem a reconstrução dos arquivos sem perda de informação.

A paridade é diferente do espelhamento, que realiza a cópia completa dos arquivos em diferentes discos. Dessa forma, o RAID de paridade otimiza, ao mesmo tempo, a segurança e o desempenho do sistema, já que permite a recuperação completa dos dados sem ocupar espaço com cópias de arquivos.

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 de striping, o conteúdo é dividido entre todos os discos rígidos, de maneira que eles 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. Nesse nível, os dados são copiados em um ou mais discos do sistema. Sempre que há uma alteração nos dados, eles 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. 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 HDs atuais. É similar ao RAID 0, em que o conteúdo é dividido entre os discos, mas adiciona algoritmos de controle 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 HDs 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 — em um 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 em um disco adicional.

Você pode ter três discos, por exemplo, que efetivamente armazenam os dados, enquanto um quarto disco guarda a paridade. Ou seja, você 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 técnica antiga que já foi superada.

RAID 5

O RAID 5 representa uma evolução dos níveis anteriores. Também pode ser chamado de striping com paridade.

Nesse caso, os recursos de paridade não são armazenados em um 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 de “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 de 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. Dessa forma, se um disco falhar, a matriz RAID sobrevive se acontecer uma segunda falha. Assim, você tem acesso aos dados mesmo que as unidades estejam sendo 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. Esse 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 se torna 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 HDs).

Como é implementado o RAID?

Agora que você 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, 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 você 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 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 gerenciador de discos. Essa forma de implementação tende a ser mais flexível e barata, mas pode comprometer o desempenho da máquina, por ocupar o processador com cálculos de onde os dados devem ser guardados.

Para isso, você precisa ter dois ou mais discos com a mesma velocidade e capacidade. Depois de instalar os volumes no computador, é preciso fazer a configuração do RAID pelo Windows.

Então, vá até o Gerenciador de Discos do Windows, dentro de Ferramentas Administrativas. Lá, encontre o HD que não está com volume alocado, clique com o botão direito do mouse 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, você já tem um RAID em funcionamento.

Via hardware

A implementação via hardware tende a ser mais eficiente, mas também mais complexa. Para fazer isso, você precisa de pelo menos dois discos rígidos e um controlador, que permitem montar um RAID 0 ou um RAID 1.

Primeiramente, 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 acessar as configurações da placa-mãe e modificar as portas que estão sendo 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. Nesse modo, você pode criar o volume RAID, definir o nível (RAID 0 ou RAID 1) e o tamanho da divisão.

Enfim, basta configurar o sistema operacional para tornar o RAID funcional. Provavelmente o sistema não vai reconhecer o volume RAID e deve solicitar o drive para sua instalação. Então, utilize um pendrive ou cartão de memória com o drive. Depois da instalação, o sistema operacional deve reconhecer os dois volumes como apenas uma unidade.

Enfim, agora você já sabe o que é RAID, quais são as suas funções e como utilizar. Geralmente essas 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 usuário, desde que tenha conhecimento técnico para isso — ou, é claro, conte com ajuda profissional.

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