Niveles RAID

Agrupar discos en un RAID puede conllevar distintas ventajas e in­co­n­ve­nie­n­tes, que no se pueden explicar en general ya que las pro­pie­da­des es­pe­cí­fi­cas de una matriz dependen del nivel RAID o level que se haya elegido. Estos es­tá­n­da­res en parte muy distintos es­ta­ble­cen cuántos discos hacen falta como mínimo, de qué manera se combinan los soportes de datos im­pli­ca­dos y qué proceso de al­ma­ce­na­mie­n­to aplican para los datos.

Te ex­pli­ca­mos en qué se di­fe­re­n­cian los niveles RAID y qué co­n­se­cue­n­cias tienen los distintos enfoques. Asimismo, co­m­pa­ra­mos entre sí los niveles RAID más fre­cue­n­tes, ce­n­trá­n­do­nos es­pe­cia­l­me­n­te en el coste, la seguridad ante fallos y el re­n­di­mie­n­to.

Los niveles RAID como RAID 5 y RAID 6 aplican distintos enfoques para agrupar discos en una matriz que funciona como una única unidad lógica. Cuando la te­c­no­lo­gía RAID se presentó por primera vez en 1988, la atención se centraba en el ahorro de costes que se lograba con estos clústeres de hardware. Hoy día, el factor costes solo desempeña un papel menor en la eva­lua­ción de los distintos niveles.

Las ca­ra­c­te­rí­s­ti­cas de­te­r­mi­na­n­tes que di­s­ti­n­guen a los distintos niveles RAID son las si­guie­n­tes:

El objetivo principal de los RAID es aumentar la seguridad de los datos al­ma­ce­na­dos. De esta manera, si un disco falla, se compensa y no se pierden los datos. Para ello, los niveles RAID usan técnicas distintas para almacenar los datos de manera re­du­n­da­n­te. Un pro­ce­di­mie­n­to clásico es, por ejemplo, el método del espejo, en el cual toda la in­fo­r­ma­ción se guarda por duplicado en el clúster de discos. Otra al­te­r­na­ti­va que aplican otros niveles RAID es la in­fo­r­ma­ción de paridad, que se almacena junto con los datos de usuario en un soporte de datos, que, en caso de que una unidad falle, permite restaurar los datos de manera sencilla y rápida.

Para aumentar el re­n­di­mie­n­to, muchos niveles RAID aplican el striping (del inglés “stripes”, di­vi­sio­nes). Aquí, los datos al­ma­ce­na­dos se dividen en di­vi­sio­nes y se reparten uni­fo­r­me­me­n­te entre todos los discos co­ne­c­ta­dos. De este modo, es posible optimizar la velocidad de escritura y lectura, cuyo grado de aumento depende del método de re­du­n­da­n­cia utilizado.

Muchos niveles RAID ofrecen una mayor seguridad ante fallos y un mejor re­n­di­mie­n­to en co­m­pa­ra­ción con las unidades in­di­vi­dua­les. Sin embargo, la regla general es: cuanto mayor sea la pro­te­c­ción contra fallos, menor será el aumento del re­n­di­mie­n­to.

Asimismo, la capacidad de al­ma­ce­na­mie­n­to máxima di­s­po­ni­ble para los datos de usuario también depende del método utilizado para generar re­du­n­da­n­cia. Los RAID levels basados en el método espejo solo pueden acceder au­to­má­ti­ca­me­n­te al 50 % del espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to. En los RAID que trabajan con paridad, la capacidad de al­ma­ce­na­mie­n­to para los datos de usuario aumenta conforme in­cre­me­n­ta la cantidad de discos.

La relación entre fia­bi­li­dad, re­n­di­mie­n­to, capacidad de al­ma­ce­na­mie­n­to y por último también el factor coste cambia co­n­si­de­ra­ble­me­n­te entre niveles RAID. Algunos enfoques como RAID 0 y RAID 1 están desde el principio diseñados con una sola ca­ra­c­te­rí­s­ti­ca en mente. Mientras que RAID 0 pro­po­r­cio­na úni­ca­me­n­te un mayor re­n­di­mie­n­to en la lectura y escritura, en un sistema RAID 1 se da tanta prioridad a almacenar los archivos dos veces, que solo se consigue una ligera mejora de lectura (con una co­n­tro­la­do­ra RAID adecuada).

En la siguiente tabla, co­n­tra­po­ne­mos los niveles RAID ha­bi­tua­les para resaltar con una co­m­pa­ra­ción directa sus ca­ra­c­te­rí­s­ti­cas, ventajas e in­co­n­ve­nie­n­tes.

Los sistemas RAID fueron durante muchos años el no va más para almacenar datos de manera fiable y ce­n­trá­n­do­se en el re­n­di­mie­n­to. Pero mientras tanto han surgido distintas te­c­no­lo­gías al­te­r­na­ti­vas que cabe mencionar en este momento.

El Multi‑Copy Mirroring es una útil al­te­r­na­ti­va al RAID en la que se crean varias copias coin­ci­de­n­tes de los datos, como en el método espejo del RAID 1. No obstante, a di­fe­re­n­cia del RAID, estas copias se en­cue­n­tran en distintos hosts de la red y tienen un modo de comprobar co­n­ti­nua­me­n­te el estado de los datos. Si este mecanismo de re­s­tau­ra­ción se topa con datos dañados o inac­ce­si­bles, los repara de inmediato gracias a una copia. Es el propio usuario el que determina la cantidad de copias, por lo que cada copia ocupa siempre tanto espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to como el original. Esto puede hacer que el MCM acabe siendo rá­pi­da­me­n­te un enfoque costoso.

El Erasure Coding se sirve de los al­go­ri­t­mos para dividir los datos en bloques o su­b­co­n­ju­n­tos; de manera muy similar al método striping que ca­ra­c­te­ri­za a niveles RAID como el 0 o el 5. Entonces, los grupos de datos pueden di­s­tri­bui­r­se có­mo­da­me­n­te en lugares de al­ma­ce­na­mie­n­to separados. El Erasure Coding también tiene un mecanismo de co­m­pro­ba­ción que garantiza la le­gi­bi­li­dad y di­s­po­ni­bi­li­dad de los datos. El espacio de memoria adicional del que dispone esta al­te­r­na­ti­va RAID es del 33 %, lo que la convierte en una de las opciones más rentables para asegurar los datos. Por último, el Erasure Coding es adecuado para grandes conjuntos de datos, ya que la división en bloques es pa­r­ti­cu­la­r­me­n­te eficiente.

En el artículo me­n­cio­na­mos por encima que un sistema RAID no debe en­te­n­de­r­se nunca como una al­te­r­na­ti­va a una copia de seguridad, por lo que una copia de seguridad tampoco debe re­co­me­n­dar­se como una al­te­r­na­ti­va de pleno derecho para un RAID. Las copias de seguridad en la nube tienen la única finalidad de almacenar los datos en otro lugar, pero no ofrecen un aumento de la seguridad ante fallos ni una mejor velocidad de lectura y escritura. Sin embargo, si el objetivo no es optimizar el hardware, la copia de seguridad en la nube puede ser la solución adecuada para almacenar los datos propios de manera segura.