TIPOS DE RAID

Aquí se definirán los funcionamientos de cada uno de los niveles RAID y algunas de sus ventajas y desventajas

RAID-0. Data Striping Without Parity (DSA)

Este tipo de arreglo utiliza una técnica llamada "striping", la cual distribuye la información en bloques entre los diferentes discos.
Datos en bandas de discos sin paridad y sin corrección de errores.
Es comúnmente empleado.
Los datos repartidos entre los diferentes discos es información redundante.
Es el único nivel de RAID que no duplica la información, por lo tanto no se desperdicia capacidad de almacenamiento.
Se requieren mínimo dos discos.

Ventajas

• Capacidad de almacenaje máximo.
  
• Con un mínimo de dos discos es suficiente.
  
• Permite sobrepasar el límite del tamaño físico de una sola unidad.
  
• Proporciona un alto rendimiento.
  
• No tiene costo adicional.
  
• Toda la capacidad del disco se emplea.
  
• Inconvenientes RAID 0
  
• No es verdaderamente un disco RAID ya que no tiene integridad de datos.
  
• Un error en uno de los discos implica la pérdida total de los datos.
  
• Permite accesar más de un disco a la vez, logrando una tasa de transferencia más elevada y un rápido tiempo de acceso. Por no utilizar espacio en información redundante, el costo por Megabyte es menor.

Desventaja

• No tolerancia a los errores
  
• No existe protección de datos. No existe información en cuanto a paridad.

Ambientes donde implementarlo

• Es una buena alternativa en sistemas donde sea más importante el rendimiento que la seguridad de los datos. Es decir ambientes que puedan soportar una pérdida de tiempo de operación para poder reemplazar el disco que falle y reponer toda la información.

Mercado

• Video digital, compresión de datos.

RAID-1. Mirrored Disk Array (MDA)

Este nivel de RAID usa un tipo de configuración conocido como "mirroring", o sea se conoce como creación de discos espejo y consiste de al menos dos discos duros que duplican el almacenamiento de datos. Así mismo, también se puede duplicar el controlador de disco (duplexing). Se desperdicia el 50% de la capacidad y sólo maneja dos discos. En caso de que uno falle, el gemelo puede suministrar todos los datos requeridos.
No hay bandeado.
El rendimiento de la lectura se mejora pues cualquiera de los dos discos puede leerse al mismo tiempo.
El rendimiento de escritura es el mismo que el del almacenamiento en un solo disco.

Ventajas

• Tasa de duplicación máxima.
  
• Con un mínimo de dos discos es suficicente.
  
• Es la arquitectura más rápida con tolerancia a errore.
  
• Mayor rendimiento en las lecturas de datos respecto a un disco convencional.
  
• Podemos recuperar todos los datos, en caso de error en uno de los discos.
  

Desventajas

• Bastante caro, ya que necesitamos el doble de espacio del necesario.
  
• Moderada lentitud en la escritura de datos, ya que los hemos de escribir en dos localizaciones distintas
  
• Se protege la información en caso de falla tanto del disco como del controlador (en caso de duplex), ya que si un disco suspende su operación el otro continua disponible. De este modo se evita la pérdida de información y las interrupciones del sistema debido a fallas de discos.
• Gran consumo de necesidades hardware, 100% paridad y coste alto pues es necesario el doble de discos.

Ambientes donde implementarlo:

• RAID-1 está diseñado para sistemas donde la disponibilidad de la información es esencial y su reemplazo resultaría difícil y costoso (más costoso que reponer el disco en sí). Típico en escrituras aleatorias pequeñas con tolerancia a fallas. El problema de este tipo de arreglos es el costo que implica duplicar los discos.

Mercado

• Financiero, seguridad, casa de desarrollo de sotaware.

RAID-2. Hamming Code for Error Correction

Es el primer nivel RAID que usa código de correcciones de error utilizando la "generación Hamming" de códigos de error.
El nivel RAID 2 emplea múltiples discos, como en el nivel RAID 0, pero algunos de estos discos son empleados para códigos de error, los cuales los emplean para referencia de los datos en caso de que falle uno de los discos. Este nivel tiene un costo bastante elevado ya que necesitamos mucho disco para mantener los códigos de error.
Gracias a como están distribuidos los datos en los discos se consigue mejorar la velocidad de transferencia principalmente en la lectura, ya que podemos emplear todos los discos en paralelo.
Estos discos, aunque proporcionen un buen rendimiento, no son muy empleados, ya que los niveles 1,3 y 5 proporcionen una mayor relación costo/rendimiento.

RAID-3. Parallel Disk Array (PDA)

Sistema de discos en paralelo con disco de paridad para la corrección de errores. RAID 3 emplea múltiples discos para hacer el striping, como en el nivel RAID 2, pero sólo hace falta un disco nada más para mantener la paridad por lo que reducimos el costo en discos.
Este tipo usa bandeado y dedica un disco al almacenamiento de información de paridad. La información de verificación de errores (ECC) incrustada se usa para detectar errores. La recuperación de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información registrada en los otros discos. Dado que una operación I/O accede a todos los discos al mismo tiempo, el RAID-3 no puede traslapar I/O. Por esta razón, el RAID-3 es mejor para sistemas de un solo usuario con aplicaciones que contengan grandes registros.
Este nivel RAID es una buena alternativa para aplicaciones de velocidad de transferencia alta, ya que gracias a la distribución de datos podemos emplear todos los discos en paralelo.

Ventajas

• Alto rendimiento para aplicaciones de velocidad de transferencia alta.
  
• Gracias al disco de paridad, podemos recuperar datos.
  

Desventajas

• Si perdemos el disco de paridad, perdemos toda la información redundante que teníamos.
  
• Tiempo de escritura de datos bastante lento.
  
• Proporciona una alta disponibilidad del arreglo, así como una tasa de transferencia elevada, mejorando de ese modo el rendimiento del sistema.
• Un disco de paridad dedicado puede convertirse en un cuello de botella porque cada cambio en el grupo Raid requiere un cambio en la información de paridad.
• No plantea una solución al fallo simultáneo en dos discos. Está especialmente recomendado para aplicaciones que requieran archivos de datos de un gran
  tamaño (vídeo, imágenes, DataWare House).

Ambientes donde implementarlo

• Es típico para transferencia larga de datos en forma serial , tal como aplicaciones de imágenes o video.

RAID-4. Independient Disk Array (IDA)

Sistema de discos independientes con disco de control de errores. El nivel RAID 4 es más parecido al RAID 3. Los bloques de datos que distribuimos en los diferentes discos son más grandes por lo que se consigue un rendimiento superior en las escrituras.
Este tipo usa grandes bandas, lo cual significa que podemos leer registros de cualquier disco individual. Esto nos permite aprovechar la I/O traslapada para las operaciones de lectura. Dado que todas las operaciones de escritura tienen que actualizar el disco de paridad, no es posible la superposición I/O para ellas. El RAID-4 no ofrece ninguna ventaja sobre el RAID-5.

Ventajas

• Buen rendimiento en las escrituras de datos.
  
• Tiene integridad de datos.
  

Desventajas

• Si perdemos el disco de paridad, perdemos toda la información redundante que teníamos.
• Menor rendimiento en las lecturas de datos.

RAID-5 Independient Disk Array (IDA)

Es el esquema de protección de información más usado comúnmente, ya que proporciona un buen rendimiento general con una mínima pérdida de capacidad. Además el sistema tiene suficiente redundancia para ser tolerante a fallos.
Es un sistema de discos independiente con integración de códigos de error mediante una paridad.
En RAID 5 los datos y la paridad son guardados en los mismos discos, por lo que conseguimos aumentar la velocidad de demanda, ya que cada disco puede satisfacer una demanda independientemente de los demás.
A diferencia del RAID 3, el RAID 5 guarda la paridad del dato dentro de los discos y no hace falta un disco para guardar dichas paridades. La paridad se genera haciendo un XOR de los datos A0,B0,C0,DO creando la zona de paridad PAR0, como se ve la paridad nunca se guarda en los disco que contienen los datos que han generado dicha paridad, ya que en el caso que uno de ello se estropeara como por ejemplo el dato A0 bastaría con regenerar las banda B0,C0,D0,PAR0 para que el dato volviera ha restablecerse
Este tipo incluye un grupo rotatorio de paridad, con lo que resuelve las limitaciones de escritura en RAID-4. Así, todas las operaciones de lectura y escritura pueden superponerse.
El RAID 5 almacena información de paridad pero no datos redundantes (aunque la información de paridad puede usarse para reconstruir datos)
El RAID-5 exige al menos tres y usualmente cinco discos en el conjunto. Es mejor para los sistemas multiusuario en los cuales el rendimiento no es crítico, o que realizan pocas operaciones de escritura.

Ventajas

• Continúa en funcionamiento en modo disminuido si una unidad a fallado.
  
• Solución multipuesto
  
• Alto rendimiento en aplicaciones de velocidad de demanda interactiva.
  
• Costo efectivo. No desaprovecha un disco exclusivamente para paridad.
  
• Se pueden recuperar datos.

Desventajas

• La tasa de redundancia es del 20% para una matriz de cinco discos.
  
• Un mínimo de tres discos es necesario.
  
• El rendimiento en las escrituras de datos es bajo.
• No aumenta el rendimiento en las aplicaciones, aunque la velocidad de transferencia de datos es alta.
  
• Menores prestaciones quen en RAID 1.
  
• No plantea una solución al fallo simultáneo de dos discos.

Ambientes donde implementarlo

• Es recomendable para aplicaciones intensas de entrada / salida y de lectura / escritura, tal como procesamiento de transacciones.

RAID-6.

Es el RAID 5 pero con 2 paridades.
Sistema independiente de disco con integración de códigos de error mediante una doble paridad.
RAID 6 es esencialmente una extensión del nivel RAID 5, para ello guarda una segunda paridad. Este nivel proporciona muy buena integridad de los datos y repara diversos errores en los discos
Este tipo es 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 las caídas de disco. Hay pocos ejemplos comerciales en la actualidad.

Ventajas

• Podemos recuperar diversos errores simultáneamente.
  
• Nivel de integridad muy elevado. Solución perfecta para aplicaciones críticas.
  

Desventajas

• El rendimiento en escrituras de datos es bastante lento.
  
• No se dispone de muchas implementaciones comerciales del nivel RAID 6.

RAID-7.

Este tipo incluye un sistema operativo incrustado de tiempo real como controlador, haciendo las operaciones de caché a través de un bus de alta velocidad y otras características de un ordenador sencillo. Un vendedor ofrece este sistema.

RAID-10.

Es un nivel de arreglo de discos, donde la información se distribuye en bloques como en RAID-0 adicionalmente, cada disco se duplica como RAID-1 , creando un segundo nivel de arreglo, esto proporciona mejor rendimiento que el RAID-1, pero a un costo mucho mayor.
Se conoce como "striping de arreglos duplicados". Se requieren, dos canales, dos discos para cada canal y se utiliza el 50% de la capacidad para información de control. También se le conoce como RAID

Ventajas

• Este nivel ofrece un 100% de redundancia de la información y un soporte para grandes volúmenes de datos, donde el precio no es un factor importante.

Desventajas

• Coste elevado, gran overhead y 100% de redundancia

Ambientes donde implementarlo

• Ideal para sistemas de misión crítica donde se requiera mayor confiabilidad de la información, ya que pueden fallar dos discos inclusive (uno por cada canal) y los datos todavía se mantienen en línea.
• Es apropiado también en escrituras aleatorias pequeñas.

RAID-53.

Este tipo ofrece un conjunto de bandas en el cual cada banda es un conjunto de discos RAID-3. Esto proporciona mejor rendimiento que el RAID-3, pero a un costo mucho mayor.
Pero de todos estos los que más destacan son los niveles 0,1,3,5, y 10 o RAID 0&1.

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