Raid 0,1,2,3,4,5 y todos los otros tipos explicados

Para aquellos usuarios que no están familiarizados con algunos términos del área de la tecnología relacionada con la informática, quizás no sepan lo qué es un Raid 0 y su serie. Pues en principio está asociada a componentes de los servidores, que llevan en su interior discos en Raid. Un hecho por demás normal, puesto que generalmente en la vida doméstica no es muy usado, pero en la pequeña o mediana empresa por lo menos un equipo lo tiene. Con sus excepciones, muchas personas por razones de seguridad o requerimientos técnicos si opten por instalar este dispositivo en sus equipos. Pero sigue leyendo, porque en este post intentaremos aportar algunos conceptos básicos sobre este tema.

Raid 0

Raid 0, 1, 5, 10, 01, 100, 50: explicación de todos sus tipos

Si se desconoce lo que es un Raid, seguramente tampoco se entienda mucho cuando se oye hablar sobre la configuración de discos en Riad 0 o un Raid 0 Windows 10 para empresas de mayores dimensiones. Porque en estos espacios donde se requiere manejar información en importantes cantidades, se ven en la necesidad de disponer de datos replicados y disponibles. No obstante, actualmente casi todas las placas base de Pc de mesa poseen la posibilidad de crear Riad o propios.

Actualmente se percibe que la tecnología Raid 0, además de ser una marca anti repelente muy eficaz, también se relaciona con una tecnología usada por la informática. Y aquí vamos a ver cómo funciona y su utilidad en diversas configuraciones de ordenadores.

Aquí cobra especial protagonismo los diversos tipos discos duros mecánicos o SSD, como mecanismos que permiten guardar grandes volúmenes de datos debido a las unidades superiores a los 10 TB que se pueden hallar en el mercado hoy día.

En este mismo sentido, se refiere un término más novedoso, como el el almacenamiento en la nube y las ventajas que provee al usuario y al propio equipo, aunque ciertamente, se orienta en mayor medida a las empresas. Quienes erogan una tarifa para disponer de este tipo de prestaciones que se consigue en la internet y servidores remotos que poseen avanzados mecanismo de seguridad y configuraciones Raid 0 propietarias enfatizando los datos.

Cabe mencionar además, que la tecnología Raid en ampliamente usada en ciertas manipulaciones de datos críticas, donde no es posible o no se desea renunciar a un solo bit de datos por razones de factores diversos, como son eventuales problemas de origen mecánico o eléctrica que puedan acaecer sobre discos de almacenaje.

También es conocido que para organizaciones o profesionales, perder información puede conllevar a enormes perjuicios. Donde la tecnología Raid, debidamente consolidada que se usa desde algunos años atrás, es una manera muy eficiente para proteger información y, en el caso de compañías, es garante del negocio. Pero antes de continuar, conviene conocer algunos conceptos relacionados con esta tecnología.

Raid 0

¿Qué es la tecnología Raid?

La siglas RAID se origina de la composición inglesa Redundant Array of Independent Disks, y que significa matriz redundante de discos independientes. Como lo sugiere su nombre, ya da una idea de qué lo busca esta tecnología, como es el caso de crear un sistema para el almacenamiento de datos usando diversas unidades de almacenamiento a fin de distribuir los datos o replicar los mismos. Tales unidades de almacenaje pueden ser para discos duros HDD o sistemas SSD o en estado sólido.

La tecnología Raid 0, se divide en configuraciones denominadas niveles, a través de las cuales se pueden lograr numerosos resultados en cuanto a acceso de almacenaje de datos se refiere. Por motivos de practicidad, en este post veremos el Raid como un almacén único de datos, similar a una sola unidad lógica, a pesar que en su interior existan varios discos duros físicamente autónomos.

Cabe mencionar además, que la finalidad del Raid o y sus diversas series, es proveer al usuario mayor capacidad de almacenaje, abundancia de datos a fin de no perderlos, y aportar una mayor velocidad en la lectura y escritura, como si sólo se contará con un disco. Tales características so optimizadas de manera independiente según el nivel Raid a implementar.

Cuenta también como ventaja de usar Raid, es el hecho de poder usar discos duros viejos y que se puedan vincular a través de la interfaz SATA a la placa base. De este modo, con unidades de bajo costo, se puede montar en mecanismos de almacenamiento donde los datos estarán protegidos ante algún fallo.

¿Dónde se utilizan los Raid 0 y otros?

Los Raid o y su serie se usan desde hace mucho tiempo a nivel corporativo, en razón del volumen e importancia de la información que manejan y la necesidad de mantenerla segura. Éstas tienen por lo menos un servidor exclusivo para gestionar este almacén de datos, con hardware especialmente ideado para este tipo de servicios de protección ante eventuales amenazas externas y evitar un eventual acceso a ellos.

Por lo general, en estos depósitos emplean discos duros con prestaciones exactas y tecnología de fabricación, a fin de que su escala sea alta y óptima. Aunque actualmente, buena parte de los usuarios pueden usar un sistema Raid de contar con una placa base más nueva y con un chipset para instalar este tipo de instrucciones internas.

Raid 0

Para ello, el único requisito es disponer de varios discos conectados a la paca base para dar inicio a la configuración del Raid 0 de Linux, Mac o Windows. De no tener el equipo, no conviene implementar este tipo de tecnología, ya que se requiere de controladora Raid para administrar el almacén directo desde hardware, pese a que el sistema es susceptible a fallas de esta controladora, algo que no suele pasar si se gestiona a través de un software.

¿Qué necesito para hacer un Raid 0 u otro?

Por lo general los Raid se instalan en servidores o NAS, aunque se puede hacer en equipos comunes. Aunque no es habitual hacerlo en ordenadores simples puesto que su gestión demanda dominar algunos conocimientos básicos, y que además, tiene un costo o un riesgo que no todos están dispuestos a asumir, por no ser compensatorio. Ahora bien, se tiene la posibilidad de configurarlo por software, por hardware o mixto.

En el Raid 0 por software, es el propio sistema operativo que se encarga de gestionar los volúmenes. Esto conlleva a que el CPU deberá destinar recursos para administrar el Raid y, de tal manera que se está ralentizando el equipo. Casi todos los fabricantes de NAS (Synology, QNAP, u otros) emplean este softraid en sus equipos, pudiendo observar cuando se vuelca grandes volúmenes de datos, al igual que los CPU con alta carga de trabajo por este motivo.

Cabe mencionar igualmente que con los actuales procesadores de 2 o más núcleos, esta carga resulta menos afectada, pese a seguir  siendo notable.

Mientras que el Raid 0 por hardware necesita que el usuario tenga una tarjeta controladora Raid instalada, y que integre su propia CPU y memoria. Con ello se logra una dedicación íntegra por parte de dicha controladora del proceso administrativo del sistema Raid, así como la liberación de este proceso a la CPU central.

De tal modo, que se trata de un sistema implementado especialmente en servidores de gama media a alta aportando la confianza, seguridad y rapidez necesarias para este tipo de dispositivos.

En cuanto al Raid híbrido o mixto, obedece a un pseudoRAID que suele gestionar desde la BIOS de ciertas placas base a modo de parecerse a un Raid por Hardware pero con funciones limitadas. Para emplear este sistema hay que garantizar que la placa lo integre, puesto que no todas cuentan con este.

Dicho sistema no tomará recursos de la CPU o memoria, ya que el sistema operativo no gestiona, aunque tampoco se obtendrá el rendimiento de una controladora por hardware ni, obviamente, su fiabilidad. Inclusive, éste es el método que más suele presentar más fallas.

Resumiendo entonces, se puede afirmar que el Raid por hardware es el mejor en todos los elementos técnicos, e igualmente el más costoso. Le sigue el híbrido, quien requiere de la placa base de soporte, debiendo acudir a una calidad media/alta para su integración,  aunque también se puede cancelar en fiabilidad. Finalmente, el SoftRAID será free, en caso que el sistema operativo lo permite, pero con un costo en términos de recursos a costa del sistema de emparejamiento.

¿Qué puede y qué no puede hacer un Raid 0 u otros?

Teniendo claro lo qué es un Raid y su potencial aporte y uso, es necesario entonces conocer sus beneficios y aportes al usuario a través de su implementación en un sistema, así como sus limitaciones. De este modo, se evita caer en el error de pensar utilidades cuando realmente no la tienen. Veamos sus ventajas y qué esperar de un Raid 0:

Ventajas de un Raid 0

Alta tolerancia a fallas: el Raid 0 permite disponer de una una tolerancia ante fallas de mejor forma, que si sólo se cuenta con un disco duro. Esta ventaja estará condicionado por los ajustes de este elemento y del tipo que se adopte, puesto que muchas se orientan a otorgar redundancia, mientras que otra, sólo aportar velocidad de acceso.

Mejor rendimiento en lectura y escritura: como el caso anterior, existen sistemas enfocados en optimizar prestaciones, a través de la división de bloques de datos en diversas unidades, a fin que funciona en paralelo.

Posibilidad de combinar ambas propiedades anteriores: ya sabemos que los grados de Raid son combinables, esta particularidad permite al usuario mayor velocidad de acceso de unos y redundancia de datos de otro.

Buena escalabilidad y capacidad de almacenamiento: otra ventaja, es el hecho de ser sistemas de fácil escalabilidad, según la configuración que se tenga. Al tiempo de usar discos de diversa fuente y naturaleza, arquitectura, capacidad y edad.

¿Qué no puede hacer un Raid 0 u otros?

Como cualquier otro mecanismo informático, el Raid 0 tiene sus limitantes, uno de ellos es que no es canal para asegurar datos, este explica la información, pero no la protege, ambos concepciones son distintas. Donde igual daño puede hacer un virus en un disco duro autónomo, como si penetrara un Raid. Por tanto, de no poseer un sistema de seguridad, la información estará igualmente expuesta.

Asimismo, una mayor velocidad tampoco se garantiza, existen configuraciones que el propio usuario puede efectuar, aunque no todas las aplicaciones o juegos pueden funcionar bien en un Raid. Por lo general, no se obtendrán beneficios al usar 2 discos duros en vez de 1 para contener información de manera dividida.

Desventajas de un Raid 0

Asimismo, el Raid no garantiza recuperarse de un desastre, y como bien se sabe, existen aplicaciones capaces de recuperar archivos de un disco duro en mal estado. Pero un Raid requiere controladores distintos y específicos, y que no necesariamente son compatibles con tales aplicaciones. Por tanto, ante un fallo en cadena o varios discos, pudieran ser datos irrecuperables.

Por otra parte, la migración de información es compleja, mientas que clonar un disco con un sistema operativo es sencillo, con un Raid completo a otro, resulta una tarea difícil si no se cuenta con las herramientas indicadas. Es ello, migrar archivos de un sistema a otro para actualizarlo, puede ser insalvable.

Por último, está el costo inicial, aunque implementar un Raid con 2 discos es sencillo, si se desea hacer conjuntos más complicados y retóricos, la cosa se complica. Es decir, si hay más discos, mayor será el costo, y si el sistema es más complejo, más de ellos se necesitarán.

¿Qué niveles de Raid existen?

Actualmente, es posible hallar en el mercado diversos tipos de Raid, aunque estos se dividen en estándar, niveles anidados y de propietarios. Donde los más frecuentes son los de uso de usuarios autónomos y pequeñas compañías, son los estándar y anidados, puesto que buena parte de equipos de gama alta pueden hacerlo sin instalar ningún extra.

Al contario, los niveles propietarios sólo se usan por los propios creadores o que ofertan este tipo de servicios. Ahora, a nivel de configuración, se pueden fijar diversos tipos según sea el objetivo. Pudiendo simplificarlos, si se desea incrementar el rendimiento, cuya opción es un Raid 0, mientras que para aportar mayor seguridad en los datos, lo ideal es montar un Raid 1.

Y de la necesidad de disponer de ambas modalidades, emergieron el resto de Raid, como la seri 5, 6, 10 y sus variantes. De acuerdo al  número de discos que se posean se podrá usar uno u otro. Donde la serie 0 y 1 son los más accesibles, puesto que se requiere sólo de 2 discos (mínimo, porque pudieran ser más) y conforme se escale en datos, subir a otro, hasta alcanzar un requisito superior de discos. Pero veamos cada uno de estos dispositivos:

Raid 0

Como primer de Raid nació el llamado nivel 0 o conjunto dividido. En este no hay redundancia de datos, puesto que la tarea de este nivel es distribuir los datos almacenados entre los distintos discos duros conectados al equipo. Su objetivo es la de aportar velocidad de acceso a la información almacenada en los discos, puesto que la información se reparte equitativamente en ellos para proveer un acceso simultáneo, así como mayor volumen de datos con sus unidades en paralelo.

El raid 0 no contiene datos pares ni retóricos, por ello, de romperse una de las unidades de contención, se perderán  todos los datos de su interior, salvo que se tengan copias de seguridad externas a dicha configuración.

Si se desea efectuar un RAID 0, hay que observar el tamaño de los discos duro que lo conforman. Se refiere a un disco duro de más chico quien dirija el espacio agregado en el RAID. Y de tener un disco de 1 TB y otro de 500 GB en la configuración, el tamaño del conjunto funcional será de 1 TB, tomando el disco de 500 GB y otros 500 GB del mismo de 1 TB. Por tanto, lo conveniente, es adoptar discos del mismo tamaño a fin de aprovechar todo el espacio disponible en el conjunto diseñado.

Raid 1

Por su parte, la configuración Raid 1 referida como espejo o mirroring, supone una las comunes usadas para ofrecer redundancia de datos y tolerancia de fallas. En cuyo caso, lo que se hace es generar un almacén con datos duplicados en 2 discos duros, o 2 conjuntos de estos. Al guardar un dato, este se duplica de inmediato en su unidad espejo, y de este modo disponer de 2 contenidos del mismo dato.

A la vista del sistema operativo, sólo se tiene una unidad de almacenaje, a donde recurrir para acceder a los datos en él.  No obstante, en caso de fallas, automáticamente se acudirá al dato en la unidad replicada. Aplica igualmente para potenciar la velocidad de lectura, puesto que se puede leer la información en simultáneo en ambas unidades en espejo.

Raid 2

El nivel Raid 2 no usa con frecuencia, en virtud que se fundamente básicamente en guardar de manera bien acomodada en varios discos a nivel de bit. Y al mismo tiempo, genera un código de error de dicha distribución de datos y se guarda en unidades exclusivas para este objetivo. De esta modo todos los discos del almacén están capacitados para ser monitorearse y sincronizarse para la lectura y escribir datos.

En vista que actualmente, los discos vienen con un sistema de detección de errores, esta configuración no es apropiada, y se emplea sólo el sistema de paridad.

Raid 3

Raid 3 tampoco se usa actualmente, y conlleva en la división de los datos a nivel de byte en las diversas unidades que forma el Raid, salvo una donde se guarda la información de paridad que permiten unir estos datos cuando se leen. Así, cada byte almacenada posee 1 bit adicional de paridad que permite identificar errores y recuperar datos ante pérdida de una unidad.

Tiene como ventaja que los datos, divididos están están en varios discos y permite un acceso rápido a la información, tanto como discos paralelo existan en él. Su configuración requiere como mínimo, 3 discos duros.

Raid 4

Igualmente obedece a un medio de almacenaje de datos divididos en bloques entre los discos, pero deja uno de estos para guardar los bits de paridad. Su diferencia más relevante con relación a Raid 3 radica en el hecho que al perder una unidad, los datos se podrán reconstruir en tiempo real gracias a los bits de paridad calculados.

Se orienta básicamente al almacenaje de archivos de gran tamaño, sin tener redundancia de ellos, aunque la grabación de datos es más lenta debido, justamente por la necesidad de efectuar éste cálculo de paridad en cada oportunidad que se grabe algo.

Raid 5

Raid 5 se le denomina también sistema distribuido con paridad; hoy día se usa con más frecuencia que los niveles 2, 3 y 4, específicamente en equipos NAS. La información se guarda dividida en bloques repartidos entre los discos duros que formen el Raid; así como generar un bloque de paridad a fin de garantizar la redundancia, así como reconstruir la información en caso de que un disco duro se corrompa.

Dicho contenedor de pares se guardará en una unidad distinta a de los datos implicados en él calculado, con ello la información de paridad se almacenará en un disco distinto, donde están los bloques de información relacionada.

Igualmente, se requieren como mínimo 3 unidades de almacenaje, con el objetivo de asegurar la redundancia con paridad, y sólo  tolerará una falla por una unidad a la vez. De quebrarse 2 de estas simultáneamente, se perderá la información de paridad, y por lo menos uno de los bloques de datos implicados. También existe una variante Raid 5E, ideada para colocar un disco duro de reserva y minimizar el tiempo de reconstrucción, en caso de fallas en uno de los principales.

Raid 6

El Raid 6 es fundamentalmente una extensión del 5, donde se agrega otro bloque de pares para un total de 2. Donde los bloques de información se repartirán en unidades distintas, y asimismo, es parte de los bloques almacenados en 2 unidades distintas. Con ello el sistema tolerará el fallo de hasta 2 unidades de almacenaje, por tanto, se requieren hasta 4 unidades para formar un Raid 6E; que además, da lugar a su variante 6E con el mismo fin que el 5E.

Raid 10

El Raid 10 se concibe como la unión del Raid 0 y el 1, el cual configurada un único volumen; con el cual se logra un sistema con mayor rendimiento y redundancia. En este caso, su conformación requiere por lo menos 4 discos, lo que puede pensarse que se trata de un Raid 6, pero con más rendimiento.

Esta concepción no es del todo falso, pues ciertamente, se busca mejorar la escritura y la lectura sobre un Raid 5 ó 6, aunque sólo puede fallar un disco. Ello en razón que 2 discos contienen los datos del A1 y 2  la información de A2. Y en caso de fallar un disco con A1 y otro con A2, se podrá continuar operando ya que restan 2 discos con A1 y A2. Y de fallar ambos discos con A1 o con A2 el volumen será inaccesible al faltar la mitad de sus datos.

Niveles de Raid anidados

Una vez visto los niveles básicos de Raid y su uso, pasaremos a tratar brevemente los niveles anidados; es de suponer, que tales niveles se refieren básicamente a sistemas que poseen un nivel primario de RAID, pero que al mismo tiempo, contienen otros subniveles que aportan un funcionamiento en su configuración diferente.

De este modo, se evidencian diversas capas de Raid, todas capaces de llevar a cabo de manera simultánea ciertas funciones propias de los niveles básicos, y con ello, combinar por la capacidad de acceso de lectura con mayor rapidez con un Raid 0 y la redundancia de que aporta el 1. No obstante, para entenderlo mejor, pasemos a ver los más frecuentes actualmente:

Raid 0 + 1

Este Raid se puede encontrar en el mercado como Raid 01 ó espejo de divisiones; y básicamente se refiere a un nivel principal de tipo Raid 1, con las funciones de replicar datos disponibles en un primer y segundo subnivel. Al mismo tiempo, existirá un subnivel Raid 0  con las mismas funciones inherentes al mismo, es decir, guardar datos distribuidamente entre las unidades disponibles en él.

Así, se obtiene un nivel central con la misma función de espejo y subniveles con tarea de dividir la información. Con ello, si un disco duro falla, los datos quedarán inalterables y protegidos en el otro Raid 0 de espejo.

Este sistema reporta como principal desventaja, su escalabilidad, al agregar un disco extra en un subnivel, igualmente habrá que hacer lo mismo en el otro. Adicionalmente, la tolerancia a fallas permitirá la ruptura de un disco distinto en cada subnivel, o en 2 en un mismo subnivel, pero no otras combinaciones, porque se perderían datos.

Raid 1 + 0

Como se observa en su título, se trata del caso contrario, usualmente denominado Raid 10 o división de espejos; con el cual se dispondrá de un nivel central de tipo Raid 0, y que divide los datos almacenados entre los diversos subniveles. Y a la vez, se contará con con diversos subniveles de tipo 1, responsables de replicar datos en los discos duros en su interior.

De darse tolerancia a fallas, este permitirá romper todos los discos de un subnivel, salvo uno de ello, siendo necesario que por los menos se mantenga un disco con buena salud en cada uno de los subniveles, con el propósito de no perder información allí almacenada.

Raid 50

Es posible hacer muchas combinaciones partiendo del Raid 0, hasta lograr conseguir una redundancia superior, mayor fiabilidad y velocidad. En este caso, con el Raid 50, el cual obedece a un nivel central en Raid 0 ideada para dividir los datos de los subniveles configurados como el nivel 5, con sus respectivos 3 discos duros.

Para ello, cada bloque Raid 5 ofrece un conjunto de datos con su respectiva paridad. En este caso, un disco duro puede presentar fallas en cada Raid 5, y sin embargo garantizará la integridad de los datos, mientras que de fallar más, se perderán los datos en su interior almacenados.

Raid 100 y 101

Cabe resaltar en este caso, que no sólo se puede tener un árbol de 2 niveles, sino de 3, tal es el caso de la propuesta Raid 100 o 1+0+0. Este consiste en 2 subniveles de Raid 1+0 divididos a su vez por un nivel central en Raid 0. Igualmente, se puede armar un Raid 1+0+1, conformado por distintos subniveles de 1+0 reflejados por un Raid 1 como básico.

Para ello, la rapidez en su acceso y redundancia llegará a niveles muy buenos, que reportan buena tolerancia para hacer frente a eventuales fallas, aunque el número de discos a emplear es considerable frente a la disposición de espacio.

Elegir un Raid 

Ahora bien, visto los distintos tipos y niveles de Raid, pariendo del inicial Raid 0, queda el reto de determinar cómo elegir uno de estos. Pues ya se evidenció que se pueden hacer miles de combinaciones, lo que hace más difícil la decisión para elegir el sistema ideal u óptimo. En caso de tener muchos discos se puede optar a hacer Raid 1+0, 0+1, 50, 60 con sus múltiples variantes.

De tal modo, que para facilitar la elección, también están disponibles las calculadoras de Raid en la web, mismas que ayudan con los cálculos necesarios. Además, resulta interesante saber que hay controladoras que autorizan al usuario configurar un disco spare. Que no es otra cosa que conectar un disco sin darle uso y ponerlo en marcha ante posibles fallas en otro disco.

Se trata entonces de un proceso de reconstrucción del Raid 0 del que se encarga automáticamente la controladora, en caso de detectar un disco degradado. Dentro de las funciones que son de vital importancia una vez se instale un Raid es llevar a cabo un seguimiento riguroso sobre el estado de los discos; puesto que disponer de duplicidad no significa que se dejará de lado el estado de los datos alojados en su interior.

Ello en razón, que todo los discos pueden degradarse, lo que demanda de revisión con el fin de detectar posible problemas. Esto es importante también cuando falla un disco que debe ser reemplazado ala brevedad, ya que cuentan con un ciclo de vida útil, y de haberse instalado el mismo modelo, es posible que el resto de discos no demoren en presentar fallar. En cualquier caso, conviene valorar si se requiere un Raid 0 u otros, aunque si es imprescindible tener un buen mantenimiento de estos.

Consideraciones acerca de la tecnología de almacenamiento Raid

Ya quedó en evidencia que la tecnología Raid supone uno de los principales conceptos al tratar el tema de almacenamiento de datos de manera segura. Al igual que su eficiencia comprobada, puesto que trata de una tecnología que se usa desde hace algunos años atrás y que mantiene su vigencia debido a su efectividad.

Son muchas las empresas grandes, como lntel, que ofrecen soluciones Raid o y sus combinaciones, y esa tecnología es posible hallarla disponible inclusive en ordenadores residenciales, aunque no es muy frecuente, salvo que se trate de equipos de profesionales que conocen la materia.

De tal forma, que resulta muy probable que el Raid le quede todavía mucha ruta por recorrer, debiendo en los próximos años innovar con otras funcionalidades, ampliando su uso para otros diversos tipos de requerimientos de almacenamiento y acceso a datos.

No dejes de echar un vistazo a las siguientes sugerencias, una vez culmines la lectura de Raid 0:


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