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4.1.- Sistemas RAID. “Redundant Array of Inexpensive Disks” (Matrices de discos Redundantes independientes).

Tipos de RAID

Hay varios tipos de RAID. Los primeros que se estudian son RAID 0 y RAID 1 y van a servir para entender la tolerancia y velocidad de transferencia.

RAID 0. Data stripping (Volumen seccionado)
Para construir un Raid 0 se necesitan 2 discos duros.
La información se divide en bloques de igual tamaño y se reparten los bloques entre los 2 discos de forma uniforme.

Ilustración de Raid 0.
JaviMZN - Trabajo propio (CC BY-SA)

De esta forma, se consigue la mayor velocidad de transferencia, pues se lee o escribe al doble de velocidad que con un solo disco duro, pues leemos o escribimos en los 2 discos a la vez. Pero no se obtiene mayor fiabilidad: en caso de que un disco falle, no se podrá recuperar la información.
Si por ejemplo, se crea un RAID 0 utilizando 2 discos duros de 1 TB, se obtendrá un disco de 2 TB.
Para crear un RAID 0 se necesita un mínimo de 2 discos, pero se puede crear un RAID 0 de varios discos, incrementándose las velocidades de transferencia.

RAID 1. Mirror (Volumen espejo)
Para construir un Raid 1 se necesitan 2 discos duros.

La información se divide en bloques de igual tamaño, pero se escriben todos los bloques en los 2 discos.

Ilustración de Raid 1.
JaviMZN - Trabajo propio (CC BY-SA)

De esta forma, se consigue la máxima tolerancia a fallos, pues si se rompe un disco, el otro tiene toda la información. Pero no se gana velocidad en escritura, pues aunque se escriba a la vez en los 2 discos, se escribe toda la información en cada disco. Sí que se gana transferencia de lectura, pues al estar almacenada la misma información en 2 discos si se puede leer de ambos discos a la vez, leyendo por ejemplo del primer disco los bloques A1 y A2 y del segundo disco los bloques A2 y A4.

Si para crear RAID 1 se utilizan 2 discos duros de 1 TB, se obtendrá un único disco de 1 TB. RAID 1 desde el punto de vista económico es caro, pues de 2 discos duros, 1 se dedica a información redundante. Lo que es normal, pues la tolerancia a fallos o fiabilidad de los datos requieren un presupuesto económico.
Los siguientes RAID, van a ganar tanto en seguridad como en velocidad de transferencia.

RAID 10
Para construir un Raid 10 (también llamado RAID 1 +0) se necesitan 4 discos duros. Se trata de implantar tanto RAID 1 como RAID 0, para tener las ventajas de ambos.

Ilustración de RAID 10.
JaviMZN - Trabajo propio (CC BY)

Si para crear un RAID 10 se utilizan 4 discos duros de 1 TB, se obtendrá un único disco de 2 TB. Se consigue una gran tolerancia a fallos y máxima velocidad de transferencia, pero el coste económico es muy alto, pues la mitad de los discos se utilizan para redundancia.
El mínimo de discos para crear RAID 10 es 4, pero también se podría crear un RAID 10 de 6 discos, creando 3 RAID 1 de 2 discos, y un RAID 0 con ellos.

RAID 5.
Para construir un RAID 5 se necesita un mínimo de 3 discos duros. La información se divide en bloques que se reparten entre todos los discos duros, pero en un disco se guarda información de paridad (información redundante). Esta información de paridad, servirá para reconstruir la información si se rompe cualquier disco. Ver explicación de información de paridad.

Para explicar su funcionamiento, nos fijamos en la imagen siguiente, se tiene un RAID 5 de 4 discos, en la primera transferencia se ponen 3 bloques (A1, A2 y A3) de igual tamaño en los 3 primeros discos, mientras que en el cuarto disco se guarda la información de paridad.

En la segunda transferencia, se ponen 3 bloques (B1, B2 y B4) en los discos 1, 2 y 4, mientras en el tercer disco se guarda la información de paridad.
De esta forma hay un disco entero de paridad, o dicho de otra forma, hay 1 disco de información redundante.
La información redundante se reparte, pues se ha comprobado que es la forma más rápida de realizar las trasnferencias.

Ilustración de Raid 5.
JaviMZN - Trabajo propio (CC BY)

Si para crear un RAID 5 se utilizan 4 discos duros de 1 TB, se obtendrá un único disco de 3 TB. De esta forma, con RAID 5 obtenemos la mejor relación rendimiento-coste, pues tenemos alta velocidad (en el ejemplo con 4 discos, triple de velocidad que con 1 disco duro sin RAID) y alta tolerancia, pues si se rompe un disco se puede recuperar la información y coste económico controlado. Claro, si fallan 2 discos no se podría recomponer la información.

En RAID 5 se necesitan un mínimo de 3 discos, pero se pueden poner varios discos, sabiendo que el esquema siempre será el aquí explicado, donde la información redundante es 1 disco.

Para saber más

Hay muchos más RAID: RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 6, RAID 50.
Todos buscan otras combinaciones, por ejemplo RAID 50 será la suma de crear un RAID 5 y un RAID 0.
El RAID 6, mejora RAID 5 pues permite la posibilidad de fallo de 2 discos.
Para más información, ver otros sistemas RAID.