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Um pouco sobre RAID – Configuração via software e via hardware

Veja neste artigo uma introdução sobre RAID e como configurar RAID via hardware e via software.

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Confirmo meu voto negativo
Há uns dias atrás, na empresa que eu trabalho, tive que implementar 2 tipos de um sistemas de disco redundantes, o que a gente pode chamar de RAID. Consegui fazer isso sem nenhuma dificuldade e queria compartilhar com vocês a minha experiência.

Mas ai você pode tá se perguntando neste momento: “O que é RAID?”. No Google tem muita resposta para essa pergunta, mas eu queria responde-la.

O termo RAID, é denominado Redundant Array of Independents Drives que significa “Conjunto Redundante de Discos Independentes”, é um meio de se criar um subsistema de armazenamento composto por vários discos individuais, com a finalidade de ganhar segurança e desempenho. Basicamente, seriam dois ou mais discos trabalhando simultaneamente para um mesmo fim podendo ficar com um único disco, maior, mais rápido e/ou mais confiável do que suas peças individuais.

Um dos grandes atrativos do RAID é a possibilidade de escolher entre diferentes modos de operação, de acordo com a relação capacidade/desempenho/confiabilidade que você pretende atingir. As opções básicas são:

RAID 0: nesse tipo de RAID, todos os HDs passam a ser acessados como se fossem um único drive, ou seja, quantidade de armazenamento de cada HD seria somado e formando apenas um único disco. Quando os arquivos são gravados, estes são fragmentados nos vários discos, permitindo que os fragmentos possam ser lidos e gravados simultaneamente, com todos os hd realizando parte do trabalho.

Vantagens:
  • Acesso rápido as informações (até 50% mais rápido);
  • Custo baixo para expansão de memória

Desvantagens:
  • Caso algum dos setores de algum dos hd’s venha a apresentar perda de informações, o mesmo arquivo que está dividido entre os mesmos setores dos demais hd’s não terão mais sentido existir, posi um parte do arquivo foi corrompida, ou seja, caso algum disco falhe não tem como recuperar;
  • Não é usada pararidade. Ex.: Ao criar um array com 4 hds de 500GB em RAID0, você teria um espaço total de armazenamento de 2TB, onde a capacidade é dedicada ao armazenamento de dados sem redundância.

RAID 1: Este modo permite usar dois hds, sendo que o segundo armazenará uma imagem idêntica do primeiro. Na prática, será como se você tivesse apenas um disco riqgido instalado, mas caso o disco titular falhe por qualquer motivo, você terá uma cópia de segurança armazenada no segundo disco. Este é o modo ideal se você deseja aumentar a confiabilidade do sistema.
Vantagens:
  • Caso algum setor de um dos discos venha a falhar, basta recuperar o setor defeituoso copiando os arquivos contidos do segundo disco.
  • Segurança nos dados

Desvantagens:
  • Custo relativamente alto se comparado ao RAID 0
  • Ocorre aumento no tempo de escrita;
  • Não é usada a paridade

É importante lembra que o RAID 1 é um sistema dedicado a aumentar a disponibilidade, evitando que você tenha que desligar seu micro de trabalho ou servidor para restaurar um backup quando o HD falha. Ele não substitui os backups, pois ele protege apenas contra falhas mecânicas do HD e não contra vírus e arquivos deletados acidentalmente. Assim que os arquivos são apagados no primeiro, automaticamente o arquivo é deletado no segundo disco.

RAID 5: É um modo muito utilizado em servidores com um grande número de hds. Ele utiliza um método bastante engenhoso para criar uma camada redundância, sacrificando apenas uma fração do espaço total, ao invés de simplesmente usar metade dos hds para armazenar cópias completas, como no caso do RAID1. O RAID 5 usa um sistema de paridade para manter a integridade dos dados. Os arquivos são divididos em fragmentos de tamanho configurável e, para cada grupo de fragmentos, é gerado um fragmento adicional, contendo códigos de paridade.
Vantagens:
  • Maior rapidez com o tratamento de controle de erros
  • Leitura rápida, porém escrita não é tão rápida;

Desvantagens:
  • Sistema complexo de controle de hds

O RAID 5 pode ser implementado com a partir de 3 discos. Independentemente da quantidade de discos usados, sempre temos sacrificados o espaço equivalente a um deles. Ou seja, quanto maior é a quantidade de discos usados no array, menor é a proporção de espaço desperdiçado.

RAID 6: é um padrão relativamente novo, suportado por apenas algumas controladoras. É semelhante ao RAID 5, porém usa o dobro de bits de paridade, garantindo a integridade dos dados caso até 2 dos HDS falhem ao mesmo tempo. Ao usar 8 hds de 20 GB, em RAID 6, teremos 120 GB de dados e 40 GB de paridade.
Desvantagens:
  • Possibilidade de falhar 2 hds ao mesmo tempo sem perdas

Desvantagens:
  • Precisa de N+2 hds para implementar por causa dos discos de paridade;
  • Escrita lenta;
  • Sistema complexo de controle dos hds
RAID 0+1: é uma combinação dos RAID 0 e RAID 1, onde os dados são divididos entre os discos para melhorar o rendimento, mas também utilizam outros discos para duplicar as informações. Assim é possível utilizar o bom rendimento do nível 0 com a redundância do nível 1. No entanto, é necessário pelo menos 4 discos para montar um RAID desse tipo. Tais características fazem do RAID 0 +1 O mais rápido e seguro, porém o mais caro de ser implementado.
Vantagens:
  • Segurança contra perda de dados
  • Pode falhar 1 um dos hds ou os dois hds do mesmo grupo, porém deixa de ser RAID 0+1
Desvantagens:
  • Alto custo de expansão de hardware
  • Os drives devem ficar em sincronismo de velocidade para obterá máxima performance.

RAID 10: este modo pode ser usado apenas caso você tenha a partir de 4 discos rígidos e o módulo total seja um número par (6, 8, etc.). Neste modo, metade dos hds serão usados em modo RAID 0, enquanto a segundametade armazena uma cópia dos dados dos primeiros, assegurando a segurança. Basicamente é uma combinação do RAID 0 e RAID 1, daí o nome.
Vantagens:
  • Segurança contra perda de dados;
  • Pode falhar um ou dois dos hds ao mesmo tempo, dependendo de qual avaria.

Desvantagens:
  • Alto custo de expansão de hardware
  • Os drivers devem ficar em sincronismo de velocidade para obter a máxima performance.

Isso foi um pequeno resumo sobre RAID, porém no começo eu disse que implementei dois tipos de RAID, ai vocês me perguntam: “Quais são esses tipos de RAID?” . Na verdade são dois tipos de implementação. Uma implementada via software, onde o sistema operacional gerencia o RAID através da controladora de discos, sem a necessidade de um controlador de RAIDs, tronando-a mais barata. A outra implementação é a via hardware, onde existe uma controladora especialmente dedicada para gerenciar o RAID.A partir de agora eu irei mostrar como eu fiz para configurar raid, tanto via software quanto via hardware.

CONFIGURAÇÃO VIA SOFTWARE.

Bem, o ambiente eu utilizei foi um computador com 2HDs de 500 GB utilizando o sistema operacional GNU\Linux CentOS 5.7. Para configurar via software, primeiramente é necessário particionar e clonar o HD.
Iniciando a parte de layout de HD na instalação do sistema operacional, vamos seguir os seguintes passos:


Selecione a opção "Criar Layout" personalizado.


Nessa tela veremos as informações dos HDs como na imagem acima, sem nenhuma formatação.


Clique no botão RAID, selecione a opção "Criar uma partição RAID por software" como na imagem acima.



Crie as partições que você vai usar para instalar o sistema. Por exemplo, eu configurei dessa maneira: / - 15GB/home - 33GB/dados - 445GB/tmp – 5GBSwap – 2GB Crie as partições desse modo, mas sem determinar ponto de montagem e do tipo RAID.



Repita a operação de criar as partições até criar todas, sempre selecionando "Criar uma partição RAID por software". Obs.: Eu indico que deixe liberado uns 2GB de espaço livre para no final de tudo criarmos as partições SWAP.



Ao término das partições ele ficará mais ou menos como na imagem acima. E o outro HD estará sem nenhum uso.



Agora vamos clonar o HD. Clique no botão RAID e selecione a opção mostrada na imagem "Clonar um disco para criar um dispositivo RAID...".



Assim ele pergunta qual será a "origem" e qual sera o "destino". No caso o destino é o HD que está sem formatação.



Clique em OK para que ele faça a clonagem.



Pronto os hds estão todos iguais!!Agora vamos definir os pontos de montagens para formatação



Clique em RAID e selecione a opção como na imagem acima "Criar um dispositivo RAID".



Na tela de criar o dispositivo faça assim:
  • Ponto de montagem: Como o nome já diz, é o ponto de montagem da partição;
  • Tipo de sistema de arquivos: Escolha o que achar melhor, particularmente eu prefiro o ext3;
  • Nível de RAID: RAID1;

Membros do RAID: Nessa parte marque apenas as duas partições iguais que estão em discos diferentes. Prestar bem atenção para escolher as partições que são semelhantes e que estão em discos diferentes.Nas opções que não citei, não há necessidade de mexer ou alterar, pois são alteradas automaticamente ou realmente devem ficar com as opções padrões.


Repetindo os passos anteriores até determinar todos os pontos de montagem.



Lembrando de deixar marcados apenas a partições semelhantes que estão em discos diferentes.



Como nesse exemplo, as partições sda6 e sdb6 são semelhantes e estão marcadas para criar o dispositivo raid md3, que vai ser o /tmp.Com base nesse exemplo faça as outras partições.Pronto!!! Feito isso é só avançar e prosseguir com a instalação e ao final da instalação seu sistema operacional está instalado em RAID 1.


CONFIGURAÇÃO VIA HARDWARE
Para configurar o RAID via hardware, é bem simples basta acessar a controladora raid do computador e realizar a configuração. Para poder acessar a controladora raid basta clicar em uma combinação de teclas que aparecequanto o computador estar iniciando. Neste exemplo que eu irei mostrar a combinação é “Ctrl+A”.Esta implementação foi feita num servidor IBM Intel Xeon com 8GB de memória RAM e 3 HDs de 300 GB. E para esta configuração foi implementada o RAID 5. Abaixo segue os passos para esta configuração:1º passo: Acessar a controladora raid
  • Para acessar a controladora raid basta clicar em “Ctrl+A” assim que aparecer a opção quando o servidor estiver iniciando.
  • Em seguida irá aparecer a tela “IBM ServerRAID Configuration Utility”. Na guia “option” escolha a opção: “Array Configuration Utility”, essa opção é onde será realizada todo o gerenciamento do raid (criar, excluir, etc...).

2º passo: Criar o Raid
  • Excluir Raid:
    • Caso já tenha um raid configurado e deseja-se apagar o raid já configurado, escolha a opção: “Manage Arrays”. Em seguida será mostrada a lista de raids configurados, para deletar o raid selecione o array desejado e aperte a tecla delete para excluí-lo.
  • Criar Raid:
    • para criar o raid selecione a opção “Create Array”
    • Selecione os discos para fazer o raid apertando a tecla “insert” do teclado. Depois de selecionado os discos finalize a seleção apertando a tecla “enter”.
    • logo após selecionar os discos, irá aparecer a tela de configuração do array, chamada de “Array Properties”, onde será feito a configuração do tipo de raid a ser configurar. Logo abaixo será descrito a configuração do raid 5.
      • Array Type: RAID 5
      • Array Label: RAID5
      • Array Size: 550 GB
      • Stripe Size: N/A (Verificar)
      • Read Caching (Yes/No): Y
      • Write Caching: Enable always
      • Create RAID via: N/A (Veirificar)
    • Feito essa configuração finalize-a selecionando a opção “Done”. Em seguida aperte a tecla “Esc” até sair da controladora e reiniciar e instalar o sistema operacional que você quiser. Neste exemplo eu instalei o vmware Esxi, pois eu estava testando virtualização neste mesmo servidor.
Pronto!! Finalizado a configuração do RAID 5 via Hardware.


Atualmente sou Formado Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas no Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Piauí - IFPI, trabalho como Coordenador de Infraestrutura na INFOWAY - PIAUÍ. Pós Graduando em seg [...]

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