Quem trabalha com armazenamento e proteção de grandes volumes de dados provavelmente já ouviu falar em RAID.
Em RAID e NAS, um rebuild ou uma inicialização sem diagnóstico pode reduzir as hipóteses de recuperação. Antes de mexer, conheça a recuperação de RAID, com diagnóstico gratuito.
RAID – sigla que se pode traduzir por «conjunto redundante de discos independentes» – é uma técnica usada para melhorar o desempenho e a fiabilidade do armazenamento de dados. É especialmente importante quando a segurança dos dados é imprescindível.
Neste artigo, fica a saber o que é o RAID, para que serve e como se implementa. Acompanhe!
O que é RAID?
RAID é uma técnica de armazenamento que junta vários discos rígidos ou SSD para aumentar a velocidade de leitura e escrita e/ou a proteção dos dados. RAID é o acrónimo de Redundant Array of Independent Disks, que se pode traduzir por «conjunto redundante de discos independentes».
A técnica consiste em criar um subsistema de armazenamento com vários discos individuais, como se fossem peças de encaixar. O computador passa a ver o conjunto como uma única unidade de armazenamento: num RAID 0 com 2 discos de 2 TB, por exemplo, o sistema operativo vê um único disco de 4 TB. Noutros níveis, parte da capacidade fica reservada para redundância, como vamos ver mais à frente.
Esta técnica foi apresentada em 1988 por três investigadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, no artigo «A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)». Mais tarde, a expressão passou de «inexpensive disks» para «independent disks», para se afastar da ideia de «discos baratos».
Para que serve o RAID?
O RAID serve para criar redundância, melhorar o desempenho ou ambas as coisas, consoante o nível. Redundância significa que a informação fica distribuída pelos discos do conjunto de forma a que, se um deles falhar, os dados continuam acessíveis a partir dos restantes e o sistema pode continuar a funcionar normalmente.
Se o RAID oferece mais segurança, melhor desempenho ou as duas coisas depende do nível utilizado. Vejamos com mais pormenor:
Maior segurança
A redundância do RAID traz mais segurança: mesmo que um dos discos falhe, os outros permitem manter os dados, seja porque guardam uma cópia (espelhamento), seja porque guardam informação de paridade que permite reconstruí-los.
Mas atenção: o RAID não substitui a cópia de segurança, que continua a ser a melhor forma de proteger os dados. O RAID não protege contra falhas que afetam vários discos ao mesmo tempo, como problemas elétricos, nem contra vírus, ransomware ou erros humanos, como apagar ficheiros. Os dados continuam sujeitos a perda total.
Melhor desempenho
O RAID também pode aumentar a velocidade de leitura e escrita, porque reparte o trabalho por vários discos, mas isso depende do nível utilizado, como veremos a seguir.
Outra vantagem é a disponibilidade: nos níveis com redundância, quando um disco rígido ou SSD falha, o sistema continua a funcionar enquanto o disco é substituído e o conjunto é reconstruído.
Quais são os tipos de RAID?
Vamos ver com mais pormenor como funciona o RAID e as diferentes técnicas que usa: distribuição, espelhamento e paridade.
RAID de distribuição
O RAID de distribuição (striping) reparte a escrita dos dados por vários discos. Neste método, os dados não se repetem entre discos: cada um guarda uma parte, o que permite ler e escrever em paralelo e processar os dados mais depressa.
Por isso, o foco do RAID de distribuição é a velocidade de leitura e escrita, que torna o computador mais rápido. Em contrapartida, perde em segurança e fiabilidade, porque a falha de um único disco ou SSD torna inacessíveis os dados de todo o conjunto.
Repare que o RAID de distribuição não tem redundância. Por isso, há quem não o considere verdadeiramente um RAID.
RAID de espelhamento
No RAID de espelhamento (mirroring), como o nome indica, os dados são espelhados nos vários discos do sistema, ou seja, guarda-se uma cópia idêntica em pelo menos mais um disco.
O objetivo principal é a redundância dos dados, que dá mais segurança aos ficheiros. Em contrapartida, a escrita não fica mais rápida, porque cada gravação se repete em todos os discos (a leitura pode melhorar). Além disso, o custo tende a ser mais alto, porque grande parte da capacidade fica dedicada às cópias.
RAID de paridade
O RAID de paridade calcula e grava dados adicionais (a paridade) juntamente com os dados originais. Em caso de falha de um disco rígido ou SSD, a paridade permite reconstruir os dados em falta sem perda de informação.
A paridade é diferente do espelhamento, que faz uma cópia completa dos dados noutro disco. Assim, o RAID de paridade equilibra segurança e desempenho e ocupa bem menos espaço do que cópias completas – em geral, o equivalente à capacidade de um ou dois discos do conjunto.
Quais são os níveis de RAID?
No artigo da Universidade da Califórnia que introduziu o termo RAID, os autores já apresentavam diferentes níveis de RAID. Cada nível corresponde a uma forma de organizar os discos e à técnica usada para obter redundância e/ou desempenho.
Hoje existem mais níveis, variantes e combinações, mas vamos apresentar os principais:
RAID 0
No RAID 0, também chamado striping, os dados são repartidos por todos os discos, de modo a que estes leiam e escrevam em simultâneo.
É, portanto, um RAID de distribuição: melhora o desempenho, mas compromete a segurança, porque não há cópias nem paridade. Por isso, muitos não consideram o RAID 0 um verdadeiro RAID.
O RAID 0 é usado sobretudo em aplicações que lidam com grandes volumes de dados e precisam de rapidez, como o tratamento de imagem e a edição de vídeo.
Vantagens
- Aumenta a velocidade de leitura e escrita;
- Aproveita toda a capacidade dos discos, o que reduz o custo por terabyte;
- É fácil de implementar.
Desvantagens
- Compromete a segurança dos dados: se um disco falhar, perde-se o acesso a todo o conjunto;
- Não tem espelhamento nem paridade.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 1
O RAID 1 protege contra falhas físicas das unidades de armazenamento. Neste nível, os dados são copiados para um ou mais discos do sistema e qualquer alteração é feita em todos eles.
Usa, portanto, o espelhamento, que privilegia a segurança dos dados em detrimento da velocidade de escrita, porque cada gravação tem de ser feita em todos os discos.
O RAID 1 é dos mais usados, sobretudo em sistemas que não podem perder dados nem ficar indisponíveis. A sua função é manter a máquina a funcionar mesmo quando um disco falha.
Vantagens
- Protege os dados com cópias idênticas nos outros discos;
- Mantém a máquina disponível em caso de falha de um disco.
Desvantagens
- A capacidade útil é apenas metade da capacidade total (com dois discos);
- Aumenta o custo por terabyte de armazenamento;
- Pode reduzir a velocidade de escrita.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 2
O RAID 2 caiu em desuso porque as suas funções de correção de erros foram incorporadas nos próprios discos atuais. É semelhante ao RAID 0, no sentido em que os dados são repartidos pelos discos, mas acrescenta códigos de deteção e correção de erros que dão proteção adicional em caso de falha.
Vantagens
- Oferece uma camada de proteção aos dados;
- Aumenta a velocidade de leitura e escrita;
Desvantagens
- É uma técnica obsoleta face aos discos atuais;
- Não tem espelhamento nem paridade.
RAID 3
A partir do RAID 3, todos os níveis usam paridade. No RAID 3, os dados são divididos em pequenos blocos e a informação de paridade é gravada num disco dedicado, que permite detetar e corrigir erros e reconstruir os dados de um disco que falhe.
Vantagens
- Aumenta a velocidade de leitura e escrita;
- Protege contra a falha de um disco.
Desvantagens
- É difícil de implementar por software.
RAID 4
O RAID 4 é mais um nível com paridade. É semelhante ao RAID 3, mas os dados são repartidos em blocos maiores pelos discos e podem ser reconstruídos a partir da paridade guardada num disco adicional.
Pode ter, por exemplo, três discos que guardam os dados e um quarto disco que guarda a paridade. Ou seja, basta um disco adicional para proteger os dados, enquanto no RAID 1 cada disco precisa do seu espelho.
Vantagens
- Protege os dados através da paridade;
- Reduz o custo da proteção dos dados.
Desvantagens
- Se um disco falhar, a reconstrução é mais trabalhosa do que no RAID 1, onde os dados já estão copiados no espelho;
- Usa uma técnica antiga, entretanto ultrapassada.
RAID 5
O RAID 5 é uma evolução dos níveis anteriores. Também se chama striping com paridade.
Aqui, a paridade não fica num disco dedicado, como no RAID 4: é distribuída de forma alternada por todos os discos. Se um disco falhar, é possível iniciar um processo chamado «rebuild» para reconstruir os dados num disco novo.
Porém, a reconstrução tende a ser demorada e, se outro disco falhar durante esse processo, os dados podem perder-se.
Vantagens
- Oferece uma proteção de dados mais robusta;
- É rápido a ler dados e a detetar erros nos discos;
- Mantém a unidade disponível mesmo com um disco avariado ou em reconstrução.
Desvantagens
- É um pouco mais lento a escrever, por causa dos cálculos de paridade;
- A técnica é complexa e torna a reconstrução dos dados mais demorada.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 6
O RAID 6, também chamado striping com dupla paridade, funciona como o RAID 5, mas protege os dados mesmo que falhem dois discos ao mesmo tempo.
Isto acontece porque o RAID 6 grava dois blocos de paridade independentes, distribuídos por discos diferentes. Assim, o conjunto aguenta a falha de até dois discos e os dados continuam acessíveis enquanto os discos são substituídos e reconstruídos.
Vantagens
- É rápido a ler dados e a detetar erros nos discos;
- Mantém os dados disponíveis mesmo com a falha de dois discos.
Desvantagens
- Escreve mais devagar do que o RAID 5, por causa do cálculo adicional de paridade;
- A tecnologia é complexa e a reconstrução é mais lenta.
Fonte: Dicas de Infra
RAID 10
O RAID 10 é uma combinação de RAID 1 e RAID 0, com as vantagens e desvantagens de ambos. Os dados são espelhados (característica do RAID 1), o que dá mais segurança, e também distribuídos (característica do RAID 0), o que acelera a leitura e a escrita.
Assim, quando um disco falha, a reconstrução é muito mais rápida, porque basta copiar os dados do espelho. Em contrapartida, o armazenamento fica mais caro, porque metade da capacidade é usada no espelhamento.
Vantagens
- Protege os dados através do espelhamento;
- Aumenta a velocidade de transferência e de reconstrução dos dados.
Desvantagens
- É uma forma cara de obter redundância;
- Tem um custo de expansão elevado (exige no mínimo 4 discos).
Como se implementa o RAID?
Agora que já percebe melhor o que é o RAID e que tipos e níveis existem, vamos ver na prática como se monta um conjunto de discos.
O RAID pode ser implementado por software ou por hardware. Para decidir qual a melhor opção, avalie a infraestrutura da empresa, o objetivo do RAID (segurança ou desempenho) e o orçamento disponível, já que cada solução tem um custo.
Seja qual for a opção, é importante recorrer a profissionais ou empresas qualificadas. Um erro na implementação pode afetar o funcionamento dos discos e até apagar dados – criar um RAID formata os discos envolvidos. Por isso, tenha cuidado.
Veja a seguir como funcionam os dois procedimentos:
Por software
Na implementação por software, é o sistema operativo que gere o RAID, através do gestor de discos. É uma solução mais flexível e barata, mas pode afetar o desempenho da máquina, porque ocupa o processador com os cálculos de onde e como os dados devem ser gravados.
Para isso, precisa de dois ou mais discos, de preferência com a mesma velocidade e capacidade, e sem dados (o processo apaga-os). Depois de instalar os discos no computador, configure o RAID no Windows.
Abra a Gestão de Discos do Windows (clique com o botão direito do rato no menu Iniciar). Clique com o botão direito do rato no espaço «Não alocado» de um dos discos e escolha «Novo volume repartido» (RAID 0) ou «Novo volume espelhado» (RAID 1).
Em seguida, selecione os outros discos que vão fazer parte do RAID e defina o tamanho do volume. Atribua uma letra à unidade e conclua com uma formatação rápida, que apaga o que houver nesses discos. Feito isto, o RAID fica a funcionar.
Por hardware
A implementação por hardware tende a ser mais eficiente, mas também mais complexa. Precisa de pelo menos dois discos e de uma controladora RAID, o que já permite montar um RAID 0 ou um RAID 1.
Primeiro, instale o hardware: ligue os discos às portas geridas pela controladora RAID. Depois, entre na configuração da placa-mãe (BIOS/UEFI) e mude o modo SATA dessas portas (AHCI ou IDE) para «RAID». Atenção: mudar este modo num computador com o Windows já instalado pode impedir o arranque.
Durante o arranque (POST), entre no utilitário de configuração RAID da controladora, usando a tecla indicada no ecrã. Aí pode criar o volume RAID, escolher o nível (RAID 0 ou RAID 1) e definir o tamanho do bloco (stripe). Criar o volume apaga os dados dos discos.
Por fim, prepare o sistema operativo para usar o RAID. É provável que o instalador não reconheça o volume RAID e peça o controlador (driver) da controladora; nesse caso, forneça-o numa pen USB ou num cartão de memória. Depois da instalação, o sistema operativo deve ver os discos como uma única unidade.
Agora já sabe o que é o RAID, para que serve e como se utiliza. Estas soluções são usadas sobretudo em empresas e organizações que trabalham com grandes volumes de dados e precisam de proteger os dados e o desempenho das suas máquinas.
Mas o RAID pode ser implementado por qualquer utilizador, desde que tenha conhecimentos técnicos para isso – ou, claro, ajuda profissional.
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