RAID de discos: requerimientos y tipos

Es frecuente escuchar que los servidores llevan discos en RAID pero mucha gente desconoce qué quiere decir ya que es un tecnicismo poco utilizado por el usuario medio. Y es normal, en casa probablemente no lo necesitemos y en pequeñas o medianas empresas solo habrá un dispositivo que lo tenga. Pero también habrá excepciones, gente que por seguridad o requisitos técnicos se vea obligada a montar un RAID en sus equipos. Vamos a intentar aportar algo de luz a este ignorado tema.

RAID de discos en un servidor

  1. ¿Qué es un RAID de discos?
  2. ¿Qué necesito para hacer un RAID?
  3. Tipos de RAID
  4. Elegir un RAID

¿Qué es un RAID de discos?

Las siglas RAID provienen del inglés (Redundant Array of Independent Disks) y su traducción sería: conjunto redundante de discos independientes. Una explicación sencilla sería que RAID es un sistema de emparejamiento de discos que nos permite crear uno o varios volúmenes.

Imaginemos que necesitamos una unidad de disco con 40GB para instalar el sistema operativo y las aplicaciones pero disponemos de dos discos de 32GB. En un solo disco sería imposible hacerlo pero si configuramos un RAID 0 conseguiríamos una única unidad de 64GB.

Pero no nos equivoquemos, no todos los tipos son iguales, cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes. Más adelante comentaremos los tipos que existen pero antes debemos saber que podemos obtener dos beneficios básicos: mejorar el rendimiento de nuestros discos o la seguridad de nuestros datos. Cabe decir, que a un coste de recursos mayor, podemos llegar a conseguir ambas cosas.

¿Qué necesito para hacer un RAID?

Habitualmente los RAID se implementan en servidores o NAS pero también podemos hacerlo con equipos comunes. No suele ser habitual en ordenadores sencillos porque administrarlos requiere unos conocimientos y siempre tiene un coste o un riesgo que la mayoría de veces no compensa asumir. Dicho esto, tenemos la posibilidad de configurarlo por software, por hardware o híbrido.

En el RAID por software (Softraid) es el propio sistema operativo quien se encarga de la administración de los volúmenes.  Esto implica que nuestra CPU deberá dedicar recursos para la administración del RAID y, por tanto, estamos ralentizando nuestro equipo. La mayoría de fabricantes de NAS (Synology, QNAP, etc.) utilizan softraid para sus equipos  y podemos observar cuando hacemos un volcado muy grande de datos como sus CPU tienen una alta carga de trabajo por este motivo. También mencionar que con los actuales procesadores con 2 o más núcleos esta carga se ha visto menos afectada aunque sigue siendo notable.

RAID 5 en NAS Synology

El RAID por hardware requiere que tengamos una tarjeta controladora RAID instalada en el equipo que ya integra su propia CPU y memoria. Con esto logramos una dedicación íntegra por parte de esa controladora al proceso de administración de nuestro sistema RAID y una liberación de este proceso a la CPU principal.  Es un sistema implementado sobretodo en servidores de gama media-alta aportando la fiabilidad, seguridad y rapidez necesarias para este tipo de equipos.

El RAID Híbrido (FakeRAID) es un pseudoRAID que se suele administrar desde la BIOS de algunas placas base simulando ser un RAID por Hardware pero con funcionalidades limitadas.  Para utilizar este sistema deberemos asegurarnos que nuestra placa lo integre ya que no todas disponen de él. Este sistema no cogerá recursos de la CPU ni memoria puesto que el sistema operativo no administra nada pero tampoco obtendremos el rendimiento de una controladora por Hardware ni, por supuesto, su fiabilidad. De hecho, éste es el método que más frecuentemente falla.




Haciendo un resumen de lo expuesto podríamos decir que el RAID por Hardware es el mejor en todos los aspectos técnicos pero también el más caro. Le seguiría el Híbrido ya que requerimos una placa base que lo soporte y deberemos irnos a una gama media-alta para que lo integre aunque también podemos pagarlo en fiabilidad. Por último el SoftRAID es “gratis” si nuestro sistema operativo nos permite hacerlo pero tendremos un coste de recursos a costa de nuestro sistema de emparejamiento.

Tipos de RAID

A nivel de configuración, podemos establecer distintos tipos según nuestra intención. Simplificando, si queremos aumentar el rendimiento deberemos irnos a un RAID 0 y si requerimos seguridad en nuestros datos montaremos un RAID 1.  De la necesidad de tener ambas cosas nacieron el resto (RAID 5, 6, 10 y variantes). Según el número de discos de los que dispongamos podremos hacer uno u otro. El 0 y el 1 son los más económicos por necesitar solamente 2 discos (como mínimo, se podrían poner más) y conforme vayamos escalando a otro tendremos un requisito mayor de discos.

RAID 0

Este tipo se encarga de ir distribuyendo los datos en los dos discos del volumen simultáneamente sumando la capacidad de ambos. De esta forma, podemos copiar un archivo de 10GB y la mitad estará en un disco y la otra mitad en el otro. Esto se traduce en que copiaremos 5GB a cada disco por lo que el tiempo de escritura (y posteriormente la lectura) será la mitad. Entenderemos fácilmente que si uno de los discos se estropea perderemos toda la información ya que un archivo de 10GB que solo tenga accesibles 5GB es un archivo inservible o, como les gusta indicar a los sistemas operativos, corrupto. Podemos instalar más discos sumando la capacidad de cada disco que añadimos y mejorando la velocidad pero a la vez estaremos multiplicando las posibilidades de pérdida de datos porque con el fallo de uno solo todo el volumen se va al traste.

RAID 0
Imagen de Wikimedia Commons

RAID 1

Hablamos de un sistema de discos en espejo. Esto quiere decir que cada disco contiene la misma información que el resto y en caso de fallar uno los demás siguen funcionando sin problema. Es un sistema sencillo y seguro que utilizan muchos servidores y NAS ya que permiten seguir trabajando ante el fallo de uno de los discos sin necesidad del reemplazo inmediato. El volumen será del tamaño del disco más pequeño. La escritura en disco no mejora y la lectura, en teoría, debería ser mayor puesto que podemos acceder a varios discos simultáneamente. Lamentablemente la experiencia nos demuestra que no siempre existe esa mejora.

RAID 1
Imagen de Wikimedia Commons

RAID 5

En este caso nos encontramos con un sistema que combina coste, capacidad y rendimiento. Son necesarios mínimo 3 discos que utilizan un sistema de paridad que divide el disco en varias partes de forma que aunque falle un disco los otros dos puedan contener la totalidad de la información. La escritura no mejora pero la lectura sí lo hace ya que siempre puede leer desde dos discos simultáneos. La capacidad mejora ligeramente respecto al RAID 1 pero no es una suma como en caso del 0. Es un sistema utilizado en servidores y NAS que requieren un alto rendimiento en acceso a datos sin olvidar la seguridad de tener datos replicados.

RAID 5
Imagen de Wikimedia Commons

RAID 6

Una evolución del anterior, utiliza un sistema de doble paridad que nos permite el fallo de dos discos sin pérdida de datos. En este caso requerimos mínimo 4 discos y las mejoras son muy similares a las de un RAID 5. Es un sistema caro de implementar por la cantidad de discos pero nos ofrece el grado más alto de fiabilidad que todos los anteriores.

RAID 6
Imagen de Wikimedia Commons

RAID 10

También llamado RAID 1+0, es la combinación de los RAID 0 y 1 configurada como un único volumen. Conseguimos tener un sistema con rendimiento y redundancia. Para un RAID 10 necesitamos mínimo 4 discos lo que puede hacernos pensar que es como un RAID 6 con mayor rendimiento. Esto es cierto, mejoraremos tanto escritura como lectura por encima de un RAID 5 o 6, pero solo puede fallarnos un disco. Esto es porque dos discos contienen la información A1 y dos contienen información A2. Si falla un disco con A1 y otro con A2 podremos seguir trabajando puesto que quedaran dos discos con A1 y A2. Si nos fallan los dos discos con A1 o con A2 el volumen será inaccesible por faltar la mitad de los datos.

RAID 10
Imagen de Wikimedia Commons



Elegir un RAID

Después de entender los tipos básicos de RAID, vemos que existen miles de combinaciones que nos harán más complicada aun la tarea de elegir el sistema óptimo.  Si disponemos de muchos discos podremos optar a hacer RAID 1+0, 0+1, 50, 60 y múltiples variantes. Para facilitar esa elección existen calculadoras de RAID online que nos ayudaran a hacer los cálculos necesarios. También es interesante saber que existen controladoras que permiten configurar un disco “spare”. Esto es tener un disco conectado sin darle uso y ponerlo en marcha en caso de fallo de otro disco.  Es un proceso de reconstrucción del RAID del que se encarga automáticamente la controladora al detectar un disco degradado.

Una de las tareas de vital importancia después de instalar un RAID es hacer un seguimiento del estado de los discos ya que tener duplicidad no quiere decir que podamos olvidarnos del estado de nuestros datos de por vida. Los discos tienen una degradación y debemos revisarlos para poder detectar los fallos que nos indican. También es importante cuando nos falla un disco reemplazarlo lo antes posible ya que tienen un ciclo de vida útil y si hemos instalado el mismo modelo probablemente los demás discos no tarden en fallar. En todo caso, creemos que es interesante valorar si es necesario un RAID pero lo que es imprescindible es tener un buen mantenimiento del mismo.

5 comentarios en “RAID de discos: requerimientos y tipos

  1. Hola. En primer lugar muchas gracias por la información. Está muy bien explicada.

    Después de leer tu información, he decidido comprarme un equipo con 4 discos: 2 discos en Raid 1 para el Sist. Oper. y otros 2 discos también en Raid 1 para los Datos. La duda es que tipo de tecnología usar (Soft, Hard, o Híbrida). La clave, además del precio y la fiabilidad, está en la siguiente cuestión:

    Si el ordenador se me estropea y tengo que recuperar la información de alguno de los discos, ¿puedo conectarlo directamente a otro ordenador (con una caja externa SATA USB por ejemplo) y me lo reconocería sin problemas?

    He visto por Internet que si se hace por Software, los discos hay que ponerlos como Dinámicos, pero también he visto que hay aplicaciones que permiten volver a pasarlos a Básicos. Pero la duda me surge si elijo la opción de Hard o la Hibrida, ¿funcionarían también los discos en otro equipo o las PB/controladoras graban los datos de una forma especial que impiden usar los discos en otros ordenadores que no tengan esa PB o Controladora específica?

    Espero haberme explicado bien. Muchas gracias de antemano.

    1. Hola Isidoro, me alegro que nuestra información haya podido aclararte un tema con cierta complejidad de entender como es el RAID.

      En referencia a tu consulta, el caso del RAID 1 no debería darte problemas para recuperar datos desde cualquiera de los discos tal como indicas, conectándolo a otro ordenador por SATA o por caja externa SATA USB. Usar un sistema Soft, Hard o híbrido no debería impedirte acceder a esos datos. El uso de una PB o controladora específica para hacer el RAID tampoco debe ser un impedimento para bloquear el acceso a esos discos si los sacas del RAID. Incluso si el disco es GPT (dinámico) tampoco bloqueará el acceso a esos datos, actualmente existen múltiples sistemas operativos que pueden leer GPT sin problema.

      Elegir un RAID 1, como ves, es una opción bastante fiable y espero que no te resulte complejo llevarlo a término. Saludos y muchas gracias por tu comentario.

  2. Hola, gracias por la información, me parece muy buena.
    Tengo la siguiente duda, tengo un servidor con un RAID 1 el cual tiene 2 discos de 3 TB y en el disco resultante ya tengo instalado un sistema operativo vmware para virtualización, pero ahora necesito incrementar la capacidad de mi RAID, ¿puedo conectar 2 discos más? obvio de la misma capacidad y modelo, pero mi duda es saber si al conectarlos el sistema ¿los agrega automaticamente o yo tendre que agregarlos al RAID manualmente? mi servidor es un DELL Powerdge R710 y tiene una controladora PERC 6/i.

    1. Hola Victor, me alegro que la información publicada te haya sido de utilidad.
      En el caso de RAID 1, aunque incrementes el número de discos no incrementarás la capacidad. En este supuesto, solo incrementarias el número de copias espejo pasando de 2 discos replicados a 4.
      Para incrementar el espacio puedes optar por un RAID 5, 6 o 1+0 y para ello deberás eliminar el RAID actual y crearlo de nuevo (con la consiguiente pérdida de datos, ten en cuenta hacer antes un backup). Otra alternativa que no requerirá un borrado de datos es crear otro volumen RAID 1, de esta forma tendrás replicada la información de ambos volúmenes y no te llevará tanto trabajo.
      En cuanto a la configuración del RAID, por los servidores que hemos visto, todos implican cierto trabajo a la hora de configurarlos no pudiendo ser automáticos ya que el equipo no sabe qué pretensiones tiene el usuario (no sabe si quieres crear un nuevo volumen, agregar los discos al mismo RAID, modificar el RAID existente…).
      Espero que esta información te sea de ayuda y agradecer tu comentario. Saludos

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