IL RAID

Il Raid è un sistema che nasce per essere utilizzata nei Server o in Workstation in modo da far fronte ad una mole di dati massiccia e operazioni computazionali complesse oltre alla necessità di proteggere i dati  dai guasti. Oggi Grazie ai prezzi accessibili è possibile Installare un sistema RAID anche sui nostri computer al fine di strutturare la nostra archiviazione al meglio.

Per fare ciò vengono utilizzati più dischi che vengono coordinati fra loro attraverso l’uso di software RAID o componenti hardware dedicati.

Il Raid sfrutta i principi di ridondanza e parallelismo per poter garantire un più delle seguenti caratteristiche rispetto ad un disco singolo:

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  • Aumentare la velocità operativa dei dischi utilizzandone due (o più) superando così la la velocità imposto dal limite fisico
  • Aumentare la capacità di memoria di archiviazione disponibile
  • Creare una copia dei dati sempre aggiornata
  • Miglioramento affidabilità
  • Incremento della resistenza ai guasti

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Le tipologie più diffuse sono RAID 0, 1, 5 e 10

Per capire al meglio il concetto di raid partiamo dalle due tipologia “MADRI” quelle cioè dalle quali di sviluppano le altre: Il RAID 0 e il RAID 1

RAID 0: DATA STRIPING

Nel RAID 0 vengono associati in  modalità striping (almeno) 2 hard disk, al fine di superare il limite fisico della velocità del disco. In questa modalità i dischi vengono visti come un unico volume e i dati immagazzinati in sezioni distribuite su diversi dischi fisici in modo da velocizzarne l’elaborazione. Le prestazioni del RAID incrementano notevolmente grazie al fatto che i dati sono divisi in pacchetti, suddivisi nei vari dischi. In caso di rottura di uno dei dischi l’intero array è compromesso ed i dati immagazzinati persi

+ Aumento della velocità del disco
+ Costo contenuto rispetto a SSD capienti
– Nessuna tolleranza in caso di fallimento l’intera array viene compromessa
– solo metà della capacità disponibile può essere utilizzata

RAID 1: DATA MIRRORING

Nel RAID 0 vengono associati 2 hard disk in modalità mirroring, al fine di aumentare la sicurezza per i nostri dati, . Derivato dalla parola “mirror” specchio, questa modalità un disco crea appunto una copia speculare dell’altro. I dischi vengono visti come un unico volume e i dati immagazzinati in un disco mentre l’altro crea una perfetta copia dei dati di esso. Le prestazioni del disco rimangono identiche ma grazie alla ridondanza dei dati avremo, in caso di rottura di uno dei dischi la possibilità di sostituirlo senza dover spegnere il sistema.

+Copia del disco in tempo reale
+ Un disco di tolleranza in caso di rottura
– solo metà della capacità disponibile può essere sfruttata
– nessun incremento di velocità

IL RAID 0 IN DETTAGLIO

Il Raid 0 come abbiamo detto prevede 2 o più dischi che vengono organizzati in striping. Questa modalità ci permette di raggiungere velocità ben al di sopra di quella dichiarata come massima dal produttore. Questo sistema raid era sicuramente efficace quando i costi degli SSD era proibitivo, oggi a mio avviso molto meno visti i prezzi per dischi a stato solido di 2TB ben al di sotto a 300 Euro e che raggiungono velocità di punta di 2-3000 MB/s in scrittura e lettura, una velocità eccellente anche le le task più impegnative. Attenzione perciò alla “velocità massima” pubblicizzata quando andate ad acquistare un enclosure RAID perchè al 99% sarà pubblicizzata la velocità considerando un raid 0 e non un Raid 1.

Il Raid 0 resta un’ottima soluzione per ciò che riguarda il nostro “Disco di lavoro” che deve avere tempi di lettura e scrittura più bassi possibili, l’unico neo della scelta di un RAID 0 è la necessità di dover sempre effettuare una copia di backup dei nostri dati al fine di  tutelarci dalla perdita dati. Tale copia deve essere aggiornata manualmente (o attraverso software dedicato) al fine di mantenere traccia delle modifiche effettuate.
Sconsiglio vivamente di utilizzare RAID 0 senza una piattaforma di backup affiancata poichè in caso di fallimento del RAID sarà veramente difficile recuperare dati anche tramite Software dedicati in quanto essi sono stati distribuiti in stripes.

IL RAID 1 IN DETTAGLIO

Il RAID 1 come abbiamo detto prevede 2 o più dischi che vengono organizzati in mirroring. Questa modalità ci permette di avere già durante l’utilizzo del disco principale una copia identica sul secondo disco, una copia incrementale che avviene in tempo reale. Il RAID 1 è, a mio avviso, un sistema molto efficace soprattutto se utilizziamo dischi a stato solido. Il mio disco di lavoro è un’ array RAID 1 formata da due dischi da 1TB SSD con 500MB/s effettivi in scrittura e lettura, ovvero quasi 4 volte la velocità di un HDD meccanico.

Se però vediamo il RAID 0 come una soluzione definitiva commettiamo un enorme errore. Infatti se da una parte questa soluzione ci permette di far fronte al fallimento di un disco potrebbe non tutelarci rispetto alla rottura del secondo durante il processo di ricostruzione dell’array tramite la sostituzione del disco danneggiato. Inoltre, una problematica che ho personalmente provato sulla mia pelle, può succedere che il RAID zero incappi nel rischio di scrivere dati corrotti sul disco, questi dati verranno scritti immediatamente anche sul secondo disco.

Quindi, avvicinandoci ad una soluzione concreta di tutela contro la perdita dati dobbiamo effettuare una copia di backup dei dati su un dispositivo che non appartenga all’array per far sì che in caso di corruzione dell’array possiamo fare fronte all’evenienza di una perdita definitiva.

LA SOMMA DEI DUE: RAID 10 (o RAID 1+0)

Il RAID 10 si ottiene combinando le caratteristiche di RAID 0 e RAID 1, ciò è detta configurazione annidata.

Per realizzare un array RAID 10 necessitiamo di almeno quattro hard disk, poichè due RAID 1 saranno uniti fra loro in modalità RAID 0.
La capacità totale di archiviazione sarà data dalla somma delle capacità dei due dischi più piccoli di ciascun RAID 1.

+Copia del disco in tempo reale
+incremento della velocità R/W
+Due dischi di tolleranza in caso di rottura
-costo elevato per costruire una array

– solo metà della capacità disponibile può essere sfruttata

 

Questa è una soluzione unisce striping e mirroring privilegiando le prestazioni ma senza dimenticare il lato della sicurezza, fornendo cioè la capacità di aumentare la velocità la velocità massima operativa e al contempo fornendo una copia esatta dell’array RAID 0.

La tolleranza di fallimento è di due dischi nel caso del nostro esempio (essendo 2 array Raid 1 collegate in striping) ed aumenta all’aumentare delle array disponibili, stesso vale per la velocità. Questa tolleranza però non deve fuorviarci: anche un array costruita in modalità RAID 10, sebbene più sicura, può incorrere nella scrittura di dati corrotti, che andrebbero a popolare l’intera array danneggiandola. Andiamo cmq a fare una copia di backup anche pe questa soluzione

CONCLUSIONI

Come visto fino a qua il RAID offre una soluzione per creare le basi per un’archiviazione strutturata, performante e sicura.
Esso ci permette di scrivere i dati contemporaneamente su più dischi fornendo una sicurezza contro la rottura del disco ma non dobbiamo dimenticare una cosa fondamentale: 

 

IL RAID NON CREA COPIE DI BACKUP, NON RAPPRESENTA UN BACKUP E NON SOSTITUISCE UN BACKUP

 

Infatti, come detto in precedenza, se a causa di un errore da parte del il sistema operativo, del software di gestione raid o dell’hard disk stesso danneggiano i dati, questi dati corrotti vengono duplicati su ogni singolo disco dell’array, danneggiandoli tutti.

Completamente diverso è il funzionamento e la funzione di un backup: esso è la copia dei dati che resta indipendente dall’altra. Per migliorare l’efficienza tale backup sarebbe opportuno archiviarlo in un luogo fisicamente differente e possibilmente lontano dagli altri.

Tale accortezza, per quanto possa suonare esagerata va a completare la base solida che costruiamo con un RAID 1 o 10 ( o altre che non tratteremo qua come RAID 5/6/50 etc) fornendo uno strato di protezione fondamentale quanto il RAID stesso. Inoltre non dimentichiamoci gli le altre possibilità descritte nel primo capitolo: un furto, un incendio, un sovraccarico di tensione (etc…) sono dinamiche che richiedono una copia dei dati sensibili off-site.

Dobbiamo dunque considerare la funzione del RAID esclusivamente  come quella di proteggere i dati da un eventuale guasto ai dischi per poter ripristinare un disco sostitutivo senza spegnere il sistema, ma solo il backup ci permetterà di vivere il delicato momento della ricostruzione di una array RAID senza il rischio che un secondo fallimento avvenga prima che essa possa essere completamente rispristinata.

Nel Prossimo capitolo andremo a strutturare un’archiviazione completa a più livelli basata sulle necessità di creativi quali fotografi e videomakers. se volete approfondire o semplicemente volete dirmi “grazie” vi invito sul mio profilo instagram:

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