O que é Raid (matriz redundante de discos independentes) | explicado [2022]

Luís Santos

29/11/2022 • Arquivado para: Recuperação de dados Windows • Soluções comprovadas

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Parte 1. O que é RAID?

Proteger e armazenar seus dados é uma prioridade para todos, de pequenas a grandes empresas. Um método popular de armazenamento de dados é usar RAID ou Redundant Array of Independent Disks. Ele duplica os dados e os armazena em vários discos rígidos ou unidades de estado sólido (SSD). Essa redundância protege você se uma das unidades travar ou falhar, pois você ainda terá os mesmos dados armazenados em outras unidades. Existem vários níveis ou métodos diferentes de RAID, e nem todos são voltados para fornecer redundância ou duplicar seus dados. Este guia passará por todos os diferentes níveis, como recuperar seus dados em caso de falha do sistema e muito mais.

Parte 2. Como funciona o RAID?

Quando o RAID armazena os dados em diferentes discos, os mesmos ficam dispostos de forma lógica para se sobreporem perfeitamente, de modo que o sistema operacional possa ler os dados em cada um dos discos simultaneamente. Isto não só garante maior segurança no armazenamento de seus dados, mas também melhora o desempenho, já que cada unidade trabalha em conjunto e aumenta o tempo médio de intervalo entre falhas. Do ponto de vista do sistema operacional, os dados não apresentam falhas e aparecem como em uma única unidade.

O método RAID lógico funciona porque usa espelhamento de disco para duplicar os dados em vários discos. Ele também emprega striping de disco, que usa partições diferentes para espalhar os dados em vários discos. O espaço de armazenamento para cada unidade é dividido em grupos menores, variando em tamanho de 512 bytes a vários megabytes cada um. Estes stripes são espaçados para que o sistema possa pular entre eles para um desempenho mais rápido sem corromper os dados.

Existem dois tipos de sistema RAID:

Entendendo o controlador RAID

Os controladores RAID gerenciam todos os discos rígidos e SSDs na matriz de armazenamento. Isso pode tornar o sistema menos complexo, ficando mais fácil para o sistema operacional ler as unidades de disco. Ele faz isso apresentando as unidades como um único conjunto de dados de maneira lógica. Se você está tendo problemas para fazer o controlador ler suas unidades, leia este tutorial para corrigir o controlador RAID que não reconhece as unidades.

Outro benefício de usar um controlador RAID é o desempenho aprimorado e a ajuda adicional para salvar os dados no caso de uma falha completa do sistema.

Implementação de RAID

Existem dois tipos principais de controladores RAID são Hardware e Software. Cada tipo tem suas vantagens e desvantagens, por isso é importante entender a diferença para encontrar a melhor opção para você.

RAID baseado em hardware: O RAID de hardware possui um controlador dedicado para gerenciar a matriz de armazenamento. Ele configura os arrays virtuais e físicos e os inicializa sem passar pelo sistema operacional.

O Hardware RAID também tem a tarefa de garantir que os discos rígidos sejam consistentes e que os dados sejam sobrepostos adequadamente entre os vários discos físicos. Se houver um problema com uma das unidades, o hardware reparará ou criará uma nova matriz para manter a consistência dos dados.

Você precisa de controladores de hardware para gerenciar o RAID baseado em hardware. O controlador normalmente é inserido diretamente na placa-mãe através do slot PCIe.

RAID baseado em software: Embora o software seja normalmente instalado diretamente no sistema operacional, você pode usar uma BIOS para instalar independentemente do sistema operacional. Independentemente do método escolhido, o software drenará os recursos da CPU e afetará o desempenho do sistema.

O software oferece mais flexibilidade em termos de reconfiguração dos arrays, pois você não fica retido pelos requisitos de hardware

RAID de hardware vs RAID de software

Se você puder comprar o RAID de hardware e o RAID de software não for compatível com o sistema operacional, há uma terceira opção:

RAID Baseado em Firmware e Driver: Esta opção é semelhante ao software, com uma grande diferença, ele só implementa o sistema RAID quando o sistema é inicializado. Assim que o sistema operacional estiver em execução, a unidade controladora assume a funcionalidade do RAID. O firmware requer mais poder de processamento da CPU do que as outras duas opções, o que pode afetar significativamente o desempenho do computador.

Outros programas do tipo RAID

Existem alguns outros programas disponíveis que são semelhantes ao RAID. As duas alternativas mais populares são o Windows Striped Volume e o macOS Fusion Drive.

Parte 3. Níveis de RAID

Existem muitos níveis de RAID diferentes e cada um lida com os dados e a matriz de armazenamento de maneira diferente. Quando o RAID foi concebido pela primeira vez, havia seis níveis, indo do RAID 0 ao 5. No entanto, à medida que a tecnologia melhorou, níveis adicionais foram criados e RAID 2, RAID 3 e RAID 4 raramente são usados. Todos os níveis de RAID podem ser divididos em uma das três categorias: Padrão, Aninhado e Não Padrão.

1. Níveis de RAID padrão

RAID 0

O RAID 0 é o tipo mais básico de RAID e requer um mínimo de duas unidades. Ele se concentra em distribuir os dados em cada uma das unidades disponíveis. O RAID 0 funciona criando blocos de dados e armazenando eles em todas as unidades. Essa opção é melhor quando você precisa obter o melhor desempenho de seus dispositivos de armazenamento. Por exemplo, se você estiver trabalhando em um projeto com muitos dados, como edição de vídeo, o RAID 0 é a melhor escolha. No entanto, não é recomendado se você estiver trabalhando com dados confidenciais ou críticos, porque basta uma das unidades falhar e você perderá todos os seus dados. Mas não se preocupe, existem métodos para recuperar dados perdidos do RAID 0, leia este artigo sobre a Recuperação de Dados do RAID 0.

RAID 1

O RAID 1 é usado para espelhar os blocos de dados em ambos os conjuntos de unidades. Se uma das unidades não funcionar corretamente ou travar, o controlador poderá acessar a versão espelhada e o programa continuará funcionando sem problemas e você não sofrerá nenhuma perda de dados. As duas unidades podem ser lidas simultaneamente, o que resulta em alto desempenho de leitura. Não há alteração no desempenho de gravação porque, embora as duas unidades sejam lidas no momento, ainda é necessário gravar os dados várias vezes. O RAID 1 é mais adequado para armazenar dados críticos, pois funciona como uma ferramenta de backup eficaz.

Você também pode estar interessado em RAID 0 vs RAID 1.

RAID 5

O RAID 5 é o nível de RAID mais comum. Você precisa entre 3 e 16 unidades para que funcione corretamente. Este nível se concentra na distribuição de dados com paridade, que fornece redundância. Em vez de espelhar os dados nas unidades, ele usa um algoritmo avançado para criar blocos virtuais com base nos dados da unidade. Para simplificar, se você observar a seguinte equação “5+x+4=10, você sabe que x=1. Da mesma forma, se uma das unidades de disco falhar ou não carregar corretamente, o RAID 5 pode resolver o X e reconstruir os dados ausentes.

Ele funciona com paridade única, portanto, desde que você não tenha várias falhas de unidade, tudo bem. Embora o RAID 5 possa funcionar com alguns controladores de software, é recomendável instalar o controlador RAID baseado em hardware para obter os melhores resultados.

O RAID 5 é uma opção confiável e completa. Ele combina a maximização do espaço de armazenamento com a segurança e o resultado é um desempenho sólido. É mais adequado para servidores com unidades de dados limitadas.

Leia mais: Como recuperar dados de unidades RAID 5?

RAID 6

O RAID 6 é uma versão atualizada do RAID 5. A atualização principal é que ele roda com dupla paridade. Você precisará de pelo menos quatro unidades disponíveis, duas com os dados originais e as outras duas para paridade. Uma matriz RAID 6 pode sobreviver a duas falhas de unidade simultâneas sem perda de dados.

O RAID 6 é um sistema de armazenamento eficiente com alto desempenho e segurança de alto nível. No entanto, você precisará de espaço para servidores adicionais.

Leia mais: 2 métodos para recuperar dados de unidades RAID 6.

2. Níveis de RAID aninhados

Níveis de RAID aninhados combinam duas das funcionalidades de RAID mencionadas acima (striping, espelhamento e paridade) em um único array.

RAID 01 (RAID 0+1)

Combine o espelhamento dos dados com o striping para um único array que pode replicar e compartilhar os dados entre as unidades. Você precisa de pelo menos quatro unidades para executar o nível RAID 01 e metade delas é usada para espelhar dados.

RAID 10 (RAID 1+0)

A combinação de RAID 0 e RAID 1 aumenta a segurança, que está faltando no RAID 0. Espelha os dados em um conjunto secundário de unidades enquanto distribui os dados em cada uma das unidades para aumentar a velocidade das transferências de dados. A principal diferença entre RAID 10 e RAID 01 é a ordem de operação. Nesse nível, os dados são stripe de espelhos em vez de espelhar stripes.

RAID 50 (RAID 5+0)

A matriz RAID 50 requer pelo menos 6 unidades. Ele combina a distribuição do RAID 0 com a paridade de unidade única do RAID 5.

Com esse tipo de array, você pode perder até uma unidade de cada sem perda de dados. Por exemplo, se você tiver quatro conjuntos de unidades, poderá perder até 4 unidades de uma vez, desde que todas façam parte de um conjunto diferente. A perda de um par de unidades correspondentes resultará em perda de dados.

A configuração do RAID 50 melhora o desempenho do RAID 5 em termos de gravação mais rápida e maior tolerância a falhas para unidades de baixa qualidade.

3. Níveis de RAID não padronizados

O terceiro tipo de nível de RAID é um híbrido entre as opções de RAID padrão e os níveis aninhados.

RAID 7

Pegue os principais recursos do RAID 3 e RAID 4 e você obterá o RAID 7. Este nível usa paridade tripla e você precisará adquirir um controlador especial para ler e gravar dados. A vantagem do RAID 7 é que ele gerencia o array com um processador de cache integrado.

RAID adaptável

Ele se adapta ao número de unidades e ao nível de RAID com base no tipo de dados. Pode escolher entre RAID 3 ou RAID 5, e o controlador determina o número de paridades e como armazená-lo no dispositivo.

RAID 10 LinuxMD

O RAID baseado em Linux é compatível com muitas das principais distribuições. Ele suporta todos os tipos de matrizes RAID não padrão e aninhadas. Além disso, você pode criar RAID 0, 1, 4, 5 e 6 com LinuxMD e proteger e transferir dados em seu sistema operacional Linux.

RAID desagrupado

Enquanto com uma matriz RAID tradicional, um grande grupo de unidades é dividido em grupos ou clusters menores, um RAID desagrupado distribui os dados uniformemente por toda a matriz de unidades. Todos os dados são espelhados, mas são distribuídos aleatoriamente pela matriz. Isso é útil em uma situação em que uma das unidades falha ou é apagada e a matriz desagrupada pode reconstruir os dados mais rapidamente.

BeeGFS

O sistema de cluster de arquivos paralelos distribui arquivos de dados por vários servidores. Ele foi projetado como uma maneira de melhorar a velocidade e o desempenho. Este programa pode reduzir a intensidade das cargas de trabalho de E/S através do paralelismo. Você pode aumentar o desempenho e a capacidade de armazenamento aumentando o número de unidades e servidores.

Hadoop

A estrutura de código aberto é especializada em trabalhar com grandes conjuntos de dados. Ele agrupa vários computadores ou datacenters para compartilhar a carga de dados e mover grandes segmentos de dados com rapidez e segurança.

Qual nível de RAID devo usar?

Não existe uma opção que seja melhor para todos. Algumas coisas que você deve considerar antes de escolher o nível de RAID a ser usado são o tamanho de sua matriz de armazenamento, o tipo de dados com os quais você está trabalhando e o custo dos controladores, peças de reposição e recursos para gerenciar o sistema. Outro fator que você precisa considerar é se o desempenho rápido de leitura/gravação é realmente valioso, pois alguns níveis são mais rápidos que outros.

Depois de entender o que você precisa e seus recursos, você pode analisar os prós e os contras e selecionar a melhor opção para atender às suas necessidades.

Parte 4. RAID x Unidade Única

RAID e unidades únicas têm um relacionamento entrelaçado, e você não pode ter um sem o outro. A unidade única é a espinha dorsal da tecnologia RAID e, por sua vez, o RAID é uma aplicação de uma única unidade de disco. Do ponto de vista do usuário final, não parece haver nenhuma diferença, pois o sistema operacional trata a matriz de armazenamento como uma única unidade. Na verdade, você pode até clonar uma matriz RAID em uma única unidade, o que é uma boa maneira de fazer backup de seus dados, pois o RAID não tem uma opção para fazer backup dos dados.

Dito isto, existem algumas diferenças cruciais entre os dois.

Parte 5. Recuperação de dados em unidade RAID

Embora o RAID tenha recursos integrados para proteger seus dados em caso de falha ou travamento da unidade, ainda existem vários cenários que podem fazer com que você perca dados valiosos.

A primeira possibilidade é erro do usuário. Isso pode ser causado pela exclusão acidental de um arquivo, formatação da unidade ou outras causas de perda de dados padrão.

O segundo cenário é o dano à matriz de armazenamento e às unidades de disco. Os seguintes níveis de RAID têm um modo de autorrecuperação:

O que fazer se a auto-recuperação não for uma opção?

Se você estiver usando o RAID 0, que não tem auto-recuperação ou muitos discos foram danificados, impedindo a auto-recuperação. Nesse caso, você precisará baixar uma ferramenta de recuperação de dados RAID para recuperar seus dados. A melhor ferramenta disponível é o Wondershare Recoverit. É uma ferramenta fácil de usar com recursos de recuperação RAID, se você excluiu arquivos acidentalmente ou teve falhas na unidade RAID.

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Depois de baixar o programa Recoverit, você pode recuperar seus dados perdidos em três passos simples.

Conclusão:

A tecnologia RAID oferece muitas vantagens para o armazenamento de dados. Existem muitos níveis e tipos diferentes de RAID que você pode usar, dependendo da quantidade e do tipo de dados com os quais está trabalhando e do tamanho do conjunto de unidades.

Um dos grandes benefícios do RAID é que ele possui recuperação de dados integrada em caso de falha ou travamento da unidade. No entanto, existem alguns cenários em que a opção de auto-recuperação não é uma opção viável. Isso geralmente ocorre devido a um erro do usuário ou um mau funcionamento em grande escala, resultando em várias unidades de disco danificadas. Nesses casos, você precisará de uma ferramenta como o Recoverit da Wondershare para recuperar seus dados perdidos. Você pode executar o programa em três passos fáceis e ele recuperará seus dados rapidamente.