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O RAID ainda é relevante hoje?

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Sim, o RAID ainda permanece ativo como uma tecnologia muito usada em equipamentos de armazenamento! A tecnologia RAID permanece viva e relevante mesmo após 25 anos desde a sua criação. Como o disco rígido, o RAID ( Redundant Array of Independent Disks) foi declarado morto por anos, embora ambos permaneçam muito vivos.

Principalmente na área de tecnologia da informação; três décadas é um período de tempo realmente longo, durante o qual muitos conceitos e produtos foram desenvolvidos, colocados no mercado e já se foram. Os sistemas RAID sobreviveram e agora comemoram os seus anos de longevidade. Mas por que ainda é um conceito tão importante?

Não é sempre no negócio de TI que uma tecnologia desenvolvida há muitas décadas ainda é amplamente utilizada e importante para administradores de TI e outros usuários. Até mesmo servidores de armazenamentos modernos, como sistemas NAS, funcionam com tecnologia RAID interna propiciando alta capacidade de armazenamento a um custo acessível.

As soluções RAID baseadas em hardware ou software continuam a evoluir com novas funcionalidades, recursos, capacidade de escalar o desempenho (IOPS, largura de banda, latência), disponibilidade, capacidade e eficácia. Isso também significa que aqueles que usam ou tomam decisões na hora de adquirir equipamentos de armazenamento de dados têm opções para usar o RAID de novas maneiras em comparação com o que faziam no passado.

COMO O RAID FOI CRIADO?

David Patterson, Garth Gibson e Randy Katz da Univerdade de Berkeley apresentaram o artigo “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)“ em 1987, alegando que uma matriz de vários discos baratos destinados a aplicativos de PC poderia superar unidades de mainframe grandes e grandes e caras.

Era a época em que grandes computadores mainframe eram usados nas empresas, já que os desktops ainda não haviam sido amplamente introduzidos nos locais de trabalho. No entanto, isso começou a mudar e os computadores pessoais aumentaram em vendas e uso. Como consequência, as unidades de disco rígido para esses primeiros \’computadores não mainframe\’ já eram muito mais baratas do que as dos computadores mainframe muito maiores da época.

Essa é a razão pela qual o conceito de RAID foi desenvolvido; eles argumentaram que vários discos rígidos conectados e mais baratos (PC) superariam um único disco rígido de mainframe em termos de desempenho. Mesmo que o uso de vários discos rígidos ao mesmo tempo cause um aumento na taxa de falhas, é possível configurá-los para redundância de forma que a confiabilidade de tal array possa exceder em muito a de qualquer grande unidade de mainframe única. RAID é, portanto, exatamente o contrário do então comum SLED (Single Large Expensive Disk) de um computador mainframe.

O conceito de espelhamento já era bem conhecido e alguns sistemas de armazenamento já haviam sido construídos em torno de arrays de pequenos discos, porém sua sigla (posteriormente alterada para Redundant Array of Independent Disks) catalisou o interesse na abordagem e atraiu fornecedores comerciais.

Naquela época, os HDs magnéticos eram fisicamente grandes, sujeitos a falhas, capacidade de espaço limitada e com gargalos no desempenho. Além do IBM Mainframe modelo 3380 HDD, o HD padrão da indústria que foi OEM por uma variedade de fornecedores diferentes foi o Fujitsu Eagle.

O Fujitsu Eagle era (dependendo do modelo) um dispositivo de 470 MByte (Raw não formatado) com vários pratos de 10,5\” de diâmetro que giravam a menos de 4.000 RPMs, consumindo mais de 500 watts de potência e um preço de cerca de US $ 10.000.

Lembre-se de que estávamos em uma época em que o HD SCSI estava surgindo e coisas como IDE, SATA, Fibre Channel, iSCSI, SAS como interfaces eram um sonho futurístico, sem mencionar que um HD de 1 GB ainda estava fora do horizonte futuro. Os atuais HDs (e SSDs) de 2,5 ”e 3,5” são descendentes de seus discos predecessores de 5,25 ”, que em 1987 estavam apenas surgindo. 

Conforme mencionado, uma reclamação comum era que o desempenho era insatisfatório, assim como a capacidade de armazenamento dos HDs. Assim, o white paper de Berkeley apresentou os cinco níveis iniciais de RAID, que ao longo do tempo se expandiram e evoluíram, sem mencionar que foram aprimorados por várias implementações de fornecedores.

Vários esquemas padrão, chamados de níveis, cada um com muitas variações, evoluíram. Os níveis de RAID e seus formatos de dados associados são padronizados pela Storage Networking Industry Association (SNIA) no padrão Common RAID Disk Drive Format (DDF). Hoje, a maior parte do armazenamento baseado em servidor e em rede é baseada em RAID, e muitos usuários de PC empregam sistemas RAID de hardware ou software em suas próprias máquinas.

O QUE É RAID E QUAL O SEU FUTURO?

Para simplificar: o RAID é baseado no conceito de que os dados são espalhados ou replicados em várias unidades baratas (ou independentes). As unidades dentro do sistema são configuradas para que os dados possam ser divididos ou replicados em duas ou mais unidades para distribuição de carga ou para ajudar a recuperar dados se uma unidade falhar. 

Existem duas maneiras técnicas de se conseguir isso: por meio de uma solução de hardware, um controlador RAID dedicado ou uma solução de software que, em sua maioria, já está incluída nos sistemas operacionais modernos. Os sistemas baseados em hardware gerenciam o RAID independentemente do computador host usando um controlador RAID, de modo que o sistema operacional não tem conhecimento do funcionamento técnico do RAID e vê todo o sistema de armazenamento como se fosse um único volume conectado ao computador host.

Além dessas implementações técnicas, o conceito de RAID é baseado nestes três princípios fundamentais :

  • A paridade é uma forma de distribuir informações em um sistema RAID que permite que os dados sejam restaurados em caso de falha da unidade.
  • Redundância é a duplicação de componentes críticos na arquitetura do sistema para aumentar a confiabilidade, permitindo que uma ou várias falhas em discos aconteçam antes que todo o sistema falhe.
  • Espelhamento é quando os mesmos dados são duplicados de uma unidade para outra. O striping é outro método em que os dados são gravados em vários discos. 

Diferentes configurações de RAID usam uma ou mais dessas técnicas, dependendo dos requisitos do sistema. Com base nesses princípios, esses níveis de RAID padrão foram desenvolvidos:

  • RAID 0 – Usa ‘striping’ e é o nível RAID mais básico. Não oferece redundância, mas aumenta o desempenho. Os dados são divididos em pelo menos dois discos. Se uma unidade falhar, não há como o controlador RAID reconstruí-la.
  • RAID 1 – Usa ‘espelhamento’, que como o nome sugere, espelha os mesmos dados em dois discos, portanto, fornece o nível mais baixo de redundância RAID. O RAID 1 pode dobrar o desempenho de leitura em uma única unidade, mas não aumenta a velocidade de gravação. Este nível permite que uma unidade falhe.
  • RAID 5 – Esta é uma configuração comum e oferece um meio-termo entre confiabilidade e desempenho. O RAID 5 usa ‘paridade’ , que usa o espaço equivalente ao de um disco no total. Este nível pode lidar com uma falha de disco. 
  • RAID 6 – Aceita o conceito de RAID 5 e adiciona mais redundância com paridade dupla. Ele permite que os dados sejam recriados mesmo se dois discos falharem no array. A paridade dupla é espalhada por todos os discos e ocupa o espaço de duas unidades.

Nos últimos 30 anos, muitos outros níveis de RAID foram desenvolvidos por vários fabricantes diferentes. Hoje temos níveis de RAID que variam de RAID 0 até RAID 61 e além, com empresas maiores criando níveis de RAID sob medida para oferecer suporte a diferentes aplicativos e requisitos de infraestrutura.

Se um disco falhar em RAID 1 ou RAID 5, o usuário não deve trocá-lo por um novo antes de ter certeza de que foi feito backup de todos os dados das unidades restantes. Em muitos casos, se o sistema RAID usar discos que saíram da linha de produção ao mesmo tempo, a possibilidade de que outra unidade também falhe em breve é muito grande. Este é apenas um dos perigos inerentes aos sistemas RAID.

Mesmo com todos os benefícios de desempenho e segurança de dados que o RAID oferece, o que muitos usuários (especialmente consumidores domésticos) esquecem e o que todos devem ter em mente é que ter um sistema RAID não é o mesmo que ter um backup.

Os sistemas NAS tornaram-se cada vez mais acessíveis para usuários domésticos e pequenas/médias empresas. Eles usam os níveis RAID embutidos em combinação com outras tecnologias de armazenamento avançadas, como deduplicação, para obter o máximo de espaço possível de seu sistema. 

Isso tem um preço: em muitos casos, esses sistemas são configurados incorretamente e, quando surge uma falha pode levar à perda dos dados. Nesses casos, especialistas em recuperação de dados tentam reconstruir várias camadas de dados a partir das muitas tecnologias implementadas pelos fabricantes de storages NAS.

Antes de configurar uma matriz RAID, os usuários ou administradores de TI devem considerar cuidadosamente se RAID é a melhor opção e qual nível de RAID atende melhor às suas necessidades. Lembre-se, negligência na hora de configurar o NAS pode resultar em sérios problemas, altos custos e possível perda de dados posteriormente!

Com esse conselho em mente, há uma grande possibilidade de que o RAID ainda tenha muitos anos de vida restantes. Mesmo com muitos outros métodos de armazenamento de dados chegando ao mercado, provavelmente levará muito tempo para que os sistemas RAID desapareçam do mundo moderno de TI.

Com o adventos dos drives de estado sólido, já faz algum tempo que começaram a aparecer no mercado Storage All Flash, onde os discos rígidos tradicionais foram substituídos por rápidos discos SSDs, permitindo um incremento notável no seu desempenho. Como você pode imaginar, simplesmente trocar seus HDs por SSDs é suficiente para aumentar a velocidade e o desempenho de suas soluções RAID. Os benefícios de um array totalmente flash são iguais aos da própria memória flash:

  • Velocidade:  Tempos de leitura e gravação e acesso à memória mais rápidos resultam em velocidade e desempenho aprimorados. 
  • Portabilidade: os  SSDs são significativamente menores do que os HDs. Em uma base puramente física, a memória flash tem a vantagem de espaço por capacidade. 
  • Economia de energia: Os SSDs consomem menos energia do que os discos rígidos tradicionais, permitindo a criação de equipamentos mais econômicos.

Você usa sistemas RAID em casa ou na sua organização? Se um dia eles falharem e você precisar recuperar os dados entre em contato com a E-RECOVERY. Somos especialistas em soluções RAID e podemos ajudá-lo quando o seu equipamento NAS o DAS apresentar falhar no seu funcionamento!

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