RAID: Qué es y cómo configurar un sistema RAID

Si bien la mayoría de las personas hacen uso de un único disco duro en sus equipos o, a lo sumo, dos HDD, lo cierto es que cada vez son más las personas que hacen uso de varios discos y los colocan en RAID para disfrutar de distintas ventajas a la hora de almacenar información en sus discos.

Con el precio actual de los discos duros (HDD) y los discos de estado sólido (SSD) cada vez son más personas que deciden hacer uso de configuraciones RAID para poder obtener funciones interesantes. ¿Tienes pensado hacer uso de un RAID? Aquí te mostramos qué es, para qué sirve y cuáles son las configuraciones RAID que puedes utilizar para sacar más partido a tus unidades de almacenamiento.

Qué es un RAID de discos duros

“Matriz Redundante de Discos Independientes”, esa es la traducción literal de un RAID (Redundant Array of Independent Disks por sus siglas en inglés). Se trata de un grupo de discos duros independientes que trabajan juntos para ofrecer distintos beneficios al usuario.

Si bien se trata de discos independientes, el RAID permite hacer que el equipo los reconozca como una única unidad lógica de forma que la información se distribuye entre ellos como si fuese un único disco.

Para qué sirve hacer un RAID

Disponer de un RAID en la configuración del ordenador puede ser muy útil de muchas maneras distintas. Aquellas personas que hacen uso de información importante y no pueden permitirse que ésta desaparezca a causa de un fallo pueden hacer uso de una configuración de discos que permita mantener la información a salvo incluso cuando alguno de ellos falla.

También existen configuraciones que permiten disfrutar de un mejor rendimiento a la hora de mover archivos entre los discos y el equipo, así como también se puede trabajar con un mejor rendimiento con programas pesados, siendo especialmente la edición de vídeo y diseño las funciones que más hacen uso de las configuraciones RAID.

Sin duda alguna el mejorar la velocidad de transferencia, así como la fiabilidad de los discos y poder mantener la información constantemente a salvo, sin la necesidad de hacer copias de seguridad y sin preocuparse por que algunos discos fallen, son funciones clave que han hecho que los RAIDs sean utilizados no sólo en empresas sino también en el ámbito doméstico.

Niveles de RAID

Existen distintos niveles o configuraciones de un RAID. Cada uno de ellos está destinado a ofrecer ciertas ventajas frente a otros tipos de configuraciones a la hora de anidar los discos duros.

Para saber cuál es el nivel de RAID que nos conviene primero tenemos que pensar en qué es lo que vamos a hacer con los discos y qué es lo que esperamos recibir del RAID realizado con ellos. No es lo mismo buscar fiabilidad en la información que apostar por la mayor velocidad de transferencia posible.

Vamos a ver todas las configuraciones posibles y cuáles son sus características. De esta forma podremos saber cuál es la que más nos conviene utilizar para el propósito que tenemos en mente.

RAID 0

Es uno de los niveles más utilizados. Es necesario contar con un mínimo de 2 discos y esta configuración cuenta la suma de todos los HDD del nivel para poder almacenar información.

RAID 0 es un nivel en el que los datos se reparten entre ambos discos duros. La gran ventaja de esto es que ofrece un mayor rendimiento a la hora de mover información. De la misma manera, su principal inconveniente es que no cuenta con una mayor tolerancia a fallos, por lo que un fallo en el disco podría conllevar la pérdida total de la información almacenada en ellos.

Recomendado especialmente cuando se requiere un mayor rendimiento en el sistema y acceder a la información, como puede ser trabajar con archivos grandes en proyectos de diseño gráfico, 3D y edición de vídeo. La inversión es mínima por lo que es popular entre los presupuestos ajustados.

RAID 1

Conocido como mirroring el RAID 1 es utilizado principalmente en los servidores de nivel básico que no requieren de una gran capacidad de almacenamiento.

El RAID 1 hace uso de un mínimo de 2 discos duros y, como su nombre lo indica, toda la información que llega al primer disco se ve duplicada en el segundo disco, y así con el hardware adicional. En el caso de que el primer disco fallase el equipo seguiría funcionando correctamente haciendo uso de los datos almacenados en la segunda unidad. Básicamente, es como trabajar con una copia de seguridad constante.

Gracias a su efecto “espejo”, el RAID 1 ofrece una rápida recuperación tras fallar una unidad, lo que lo convierte en una de las mejores opciones en cuanto a la tolerancia de fallos.

Su rendimiento aumenta con respecto a un único disco, puesto que se puede leer y escribir en ambas unidades. El inconveniente de esta configuración es que puede estresar el disco, realizando una gran sobrecarga. De la misma forma, la memoria se ve limitada a la unidad más pequeña, por lo que es importante tener discos con la misma capacidad para no desaprovechar almacenamiento al hacer uso de este nivel.

RAID 5

Necesitando un mínimo de 3 discos duros, el RAID 5 combina lo mejor de los anteriores niveles. Se combina la velocidad y el rendimiento de un RAID 0 con la seguridad frente a los fallos de un RAID 1.  De esta forma, se pueden realizar transferencias de datos más rápidas y acceder a la información con mayor facilidad mientras que se mantienen todos los datos de forma segura. Este RAID suele ser el nivel más utilizado en los servidores debido a sus bondades.

El espacio de almacenamiento que se dispone en este nivel es igual al de número de discos -1. De esta forma, si la configuración está compuesta por 4 discos de 1 TB de almacenamiento, la capacidad del RAID será de 4 – 1 discos, es decir, 3 TB de almacenamiento.

La información que llega a los discos se divide en bloques haciendo uso de la paridad para poder recuperar los datos en el caso de un fallo. Cuando uno de los discos falla, la información que se ha visto perjudicada se subsana haciendo uso de los datos que han sido almacenados en las demás unidades. Uno de los inconvenientes de esta configuración es que el rendimiento bajará notablemente cuando se produzca un fallo. La ralentización es especialmente notoria con discos SATA de gran capacidad, haciendo que el tiempo de reconstrucción sea elevado.

Indudablemente, el problema más grave y el peor escenario que se puede encontrar en este nivel es que se produzca un fallo en el segundo disco mientras se lleva a cabo la reconstrucción del primero. En el caso de que esto sucediese toda la información almacenada se perdería.

RAID 6

Este nivel busca solucionar el problema del RAID 5 en cuanto a la tolerancia de fallos, imitando su funcionamiento añadiendo un disco de reserva que comienza a funcionar en el caso de que uno de los discos se estropee. Se requieren de un mínimo de 4 discos duros. De esta forma, cuando uno de los discos falla el sistema funcionará correctamente, como si se estuviese utilizando un RAID 5.

Debido a que entra en juego una nueva unidad que trabaja en la paridad el rendimiento a la hora de escribir datos en los discos disminuye. Este nuevo disco duro tampoco funcionará como almacenamiento extra, ya que al ser utilizado para la paridad únicamente hará la función de copia de seguridad. Así es como si se cuentan con 4 discos duros de 1 TB sólo se dispondrán de 2 TB de almacenamiento.

Se trata de una buena configuración cuando se quiere soportar varios fallos en las unidades utilizadas.

Anidación de RAIDs por niveles

De la misma forma que se pueden colocar varios discos juntos para poder configurar un RAID, también se pueden anidar varios niveles de RAID para poder disfrutar de sus ventajas a un mayor nivel, a cambio el coste será más elevado puesto que se requiere del doble de discos para poder hacer uso de estas anidaciones.

RAID 0+1

Para poder llevar a cabo un RAID 0+1 se necesitan 4 discos duros. Los discos se agruparán por parejas de forma que puedan conformar cada una un RAID 0. Sobre estos dos bloques de discos duros se monta un RAID 1.

Con esta configuración de discos duros se obtiene un mayor rendimiento tanto en lectura como en escritura, sin embargo no tolera dos fallos simultáneos, por lo que queda detrás del RAID 10 en cuanto a fiabilidad.

RAID 10 (1+0)

Con un mínimo de 4 discos requeridos, el RAID 1+0 hace uso de un RAID 1 y sobre ellos un RAID 0. Esta configuración permite disfrutar de un alto rendimiento a la hora de acceder a la información (gracias al RAID 0) mientras que también se disfruta de una alta tolerancia a los fallos (debido al RAID 1).

En el caso de una configuración con 4 unidades, pueden fallar hasta dos discos distintos sin perder información, siempre y cuando las unidades sean de subgrupos distintos.

Debido a que se hace uso de un mínimo de 4 discos duros el precio es más elevado. Sin embargo, sus cualidades lo hacen perfecto para su uso en servidores de bases de datos, donde se obtiene un rápido acceso a la información mientras que se pueden salvaguardar los datos en caso de fallo.

RAID 50 (5+0)

Cuando se requiere de un mayor nivel de almacenamiento el RAID 5+0 puede ser una buena opción a tener en cuenta. Se trata de un RAID 5 y sobre él un RAID 0. Se requieren como mínimo 6 discos mientras que uno se utilizará como backup de la información. Con esta configuración se pueden estropear hasta 3 discos sin perder datos.

Gracias a la configuración se puede obtener un volumen increíblemente alto y un rendimiento mayor de lectura en comparación a un RAID 5 tradicional, de la misma forma que aumenta ligeramente la velocidad de escritura de información.

Sus desventajas son las mismas que en el RAID 5, teniendo un tiempo de reconstrucción elevado al tener que calcular nuevamente la paridad, amén de un precio más elevado.

RAID 60 (6+0)

La configuración más cara puesto que se requiere de un mínimo de 8 discos duros para poder ponerla en práctica. El RAID 6+0 está compuesto de un RAID 6 y sobre él un RAID 0. Gracias a esta configuración se obtiene un rendimiento muy interesante, especialmente a la hora de leer información de los discos.

Como sucede con el RAID 6, los principales inconvenientes se encuentran en un bajo rendimiento en escritura al tener que realizar el doble de cálculos para la paridad, de la misma forma que el hardware sufrirá más, por lo que su vida útil se verá acortada.

RAID por software o RAID por hardware

Los sistemas RAID pueden ser controlados tanto por software como por hardware. Dependiendo del método que se escoja para poder controlar el sistema se podrán apreciar diferencias de funcionamiento y de rendimiento en los niveles escogidos.

Control por software

Los discos duros que conforman la matriz se conectan directamente a la placa base del ordenador y es el procesador y el sistema operativo instalado los que se encargan de hacer las operaciones necesarias para poder controlar el sistema RAID y los discos duros.

Debido a que se hace uso del hardware del ordenador, el límite de unidades que se pueden conectar lo marca la placa base. Estas placas suelen disponer de múltiples conexiones SATA, siendo lo más normal encontrarse con 6 u 8 puertos. Además, la configuración es mucho más sencilla frente al control de sistema por hardware.

El principal inconveniente de hacer uso del software para poder controlar el RAID es que el equipo puede ver afectado su rendimiento, especialmente cuando se hace uso de niveles que requieren más recursos para funcionar. También existe la posibilidad de perder información cuando se degradan los discos duros ya que es más complicado recuperar el RAID.

Control por hardware

A diferencia del control por software, donde los discos duros se conectan directamente a la placa base, en el control por hardware se conectan las unidades de almacenamiento a una controladora RAID (que a su vez se conecta a través de un puerto PCIe a la placa base) que es la encargada de realizar todas las operaciones necesarias para poder controlar el sistema RAID y los discos.

Disfrutar de este hardware permite contar con una mayor fiabilidad frente al control por software, y es que es independiente al resto de componentes del equipo. También es capaz de ofrecer un mayor rendimiento y no afecta al funcionamiento del equipo incluso cuando se hace uso de niveles que requieren excesivos recursos.

Los problemas de hacer uso del control por hardware para poder manejar un sistema RAID recaen especialmente en el mantenimiento y la compatibilidad. Es posible que se necesiten realizar actualizaciones de firmware para mantener la fiabilidad del hardware. También existe la posibilidad de que el hardware no sea compatible con la placa base o que se haga uso de drivers generales al no existir controladores propios, lo que acarrea un rendimiento pobre a diferencia de utilizar los controladores correctos.

Para solucionar los problemas de compatibilidad siempre es recomendable adquirir una controladora de RAID del mismo fabricante que el de la placa a la cual se va a conectar.

Es importante también tener en cuenta el modelo de la tarjeta que se va a utilizar. Hay que fijarse en si es compatible con el hardware del que ya disponemos y si es capaz de soportar los nieles de RAID que tenemos pensado utilizar o que podamos llegar a necesitar en un futuro.