Tutte le sfumature del Raid

DataStorage

Questi sistemi sono una soluzione per la sicurezza dei dati e per la business continuity

Raid (Redundant Array of Inexpensive/Independent Drives ) è la soluzione adatta a chi ha necessità di prestazioni, capacità di archiviazione, o quando conservare i dati su un solo drive non è abbastanza sicuro. Sebbene l’utilizzo più comune sia nei sistemi server, anche le workstation ad alte prestazioni possono trarre vantaggio da configurazioni Raid. Poiché sono necessari almeno due hard disk, le soluzioni Raid sono piuttosto costose, e la cifra può salire ulteriormente a seconda della scelta del controller. I diversi livelli raid sono identificati in base a una numerazione che va da 0 a 6. Livello 0 o “striping” (a strisce) Questo livello consente elevate prestazioni di I/O a bassi costi senza fornire ridondanza. La capacità di memorizzazione di una matrice di livello 0 è dato dalla somma dello spazio reso disponibile da ciascun disco disponibile e gestito in Raid. Con questo livello di Raid, la rottura di un solo disco compromette la disponibilità dell’intero archivio, in quanto non è prevista una funzione di mirroring. Livello 1 o “mirroring” Si tratta forse del livello più utilizzato. Fornisce ridondanza scrivendo gli stessi dati in ogni disco, mentre in lettura è letto uno dei dischi attualmente disponibili. Se un disco si rompe il sistema continua a funzionare tranquillamente; se poi l’hardware lo permette è possibile cambiare il disco rotto con un altro mentre il sistema continua a funzionare (Hot Swap ovvero cambio a caldo). Con questa tecnologia si raggiunge una buona ridondanza a scapito di un notevole spreco dello spazio disco (il 50% della somma dello spazio installato). Il livello 1 fornisce un’ottima affidabilità dei dati e accresce le prestazioni delle applicazioni a lettura intensiva ad un costo però relativamente alto . Livello 0+1 Dopo il Raid 0 e quello 1 non poteva che esserci il Raid 0+1 che altri non è se non un mirror (Raid 1) di due dischi installati in Raid 0; da una parte offre il vantaggio di avere una maggior capacità disco (non raggiungibile con il Raid 1, dove esiste una limitazione imposta dalla capacità massima dei dischi in commercio) e dall’altra l’affidabilità tipica del mirror. Lo spreco di dischi è ancora alto perchè il 50% degli stessi è “inutilizzato” . Livello 2 Praticamente in disuso. In questa vecchia configurazione di almeno tre dischi, due sono in striping e uno contiene informazioni Ecc di fault tolerance. Dato che ormai ogni disco contiene un proprio codice di correzione degli errori questa implementazione è stata abbandonata. Inoltre i dati sono disposti (cioè distribuiti con un procedimento di spanning) tra tutti i dischi e le operazioni di lettura e scrittura devono quindi continuamente accedere a dati disposti in posizioni diverse, muovendosi da un disco all’altro e rallentando il flusso di troughput. Livello 3 E’ simile al Raid 2, solo che invece di avere più unità che gestiscono informazioni Ecc, troviamo un solo drive che registra bit di parità. Se un disco si guasta gli stripe mancanti possono essere ripristinati. Per poter ottenere questa funzionalità è necessario che i dati registrati si smistino tra tutti i dischi nell’array in modo da avere un transfer di parti di ciascun record in parallelo, massimizzando la velocità. Comunque dato che la dimensione degli stripes deve essere piccola, più piccola di un record tipico, dovrebbero essere potenziate le richieste di lunghi dati sequenziali se non fosse che il continuo accesso parallelo ai dischi rallenti le operazioni; inoltre Raid 3 permette solo un’operazione di I/O alla volta, limitante per ambiente Workgroups con molti utenti. Livello 4 Questo livello utilizza la parità concentrata in un unico disco per proteggere i dati. È più adatta a operazioni I/O che a grandi trasferimenti di dati. Poiché il disco di parità può rappresentare un collo di bottiglia, il livello 4 è usato spesso in combinazione con altre tecnologie, come la cache write-back. La capacità di memorizzazione di un Raid hardware di livello 4 è pari alla capacità complessiva dei dischi disponibili meno la capacità di un disco membro. Livello 5 o striping con parità E’ la tecnologia piu’ utilizzata ad alti livelli. Dal termine striping si evince che il volume Raid ha una dimensione totale pari alla somma dei dischi disponibili a meno di una parte, destinata a contenere la parità. Questo livello elimina la possibilità di colli di bottiglia durante la scrittura dei dati, tipici invece del livello 4. I dischi devono essere almeno 3 ma possono essere un numero superiore e la capacità totale del volume è data dalla somma dei dischi (identici) meno 1. Il vantaggio è che con l’aumento dei dischi diminuisce percentualmente lo spazio sprecato. Alcuni controller che implementano il Raid permettono di definire, tra i dischi a disposizione, un disco in “Stand-by”, quindi in attesa. Il disco non fa parte del volume Raid e non fa parte del conteggio dello spazio disponibile; in caso di rottura di uno dei dischi immediatamente il disco viene “acceso” e va a rimpiazzare virtualmente il disco rotto per ristabilire nel minor tempo possibile la ridondanza. In un sistema Raid 5 con il disco di stand-by si possono quindi rompere fino a due meccaniche senza riscontrare alcun malfunzionamento. Livello 6 Uguale al Raid 5 ma con le informazioni di parità doppie rispetto a questo. Da un punto di vista prestazionale, il livello 6 non dovrebbe quindi essere molto diverso dal 5. Il Raid 6 sembra essere il modo migliore di ridurre le probabilità di un disastro, poiché consente la rottura di due drive senza perdita di dati . Ovviamente questo scenario è molto meno probabile della rottura di un singolo drive, cosa che rende la configurazione più sicura per immagazzinare i dati. A causa della doppia ridondanza, il Raid 6 non è così adatto in ambienti che necessitano di alte prestazioni . Conclusioni Disponendo di più dischi fissi anche su una semplice workstation è ormai possibile implementare un livello di Raid che permetta di aumentare lo spazio disponibile, aumentare la sicurezza dei dati o garantira la business continuity. I livelli Raid disponibili variano da 0 a 6 e ciascuno di essi offre pregi e difetti che dovranno essere attentamente valutati prima di identificare la soluzine ideale alle proprie esigenze. Naturalmente si possono realizzare ancora altri livelli di Raid combinando i sei livelli disponibili, combinando così i pregi dell’una e dell’altra tecnica.

Autore: ITespresso
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