Marco Protasi

Cos’è

Redundant Array of Independent Disks più noto al pubblico con il nome di RAID è una struttra costituta da un’insieme di dischi il cui scopo è quello di aumentare la tolleranza a guasti e l’integrità dei dati e/o, a seconda della tipologia adottata, aumentare le prestazioni di trasferimento dati.

Volendo semplificare potremmo dire che il principio cardine sui cui si basa tale tecnologia è “l’unione fa la forza”, di fatti il sistema combina le unità che lo compongo al fine di raggiungere l’obbiettivo prefisso apparendo al sistema operativo come un’unica unità.

Tipologie di RAID

Dalla sua nascita il sistema si sono aggiunti ulteriori livelli a quelli originari, i livelli più adotatti sono i seguenti:

RAID 0: denominato stripting, per il suo funzionamento sono necessari almeno due dischi, la loro combinazione genera un’unica unità la cui capacità totale è la somma delle unità che lo compongono. Nelle operazioni di accesso i dati vengono divisi tra i dischi il risultato finale è un’incremento delle prestazioni nelle operazioni di trasferimento dati. Tale sistema non offre nessuna tolleranza agli errori, è infatti sufficiente che uno dei dischi che lo componga si guasti per rendere irrecuperabile il contenuto dell’intero array.

RAID 1: denominato mirroring è il primo livello RAID che offrè affidabilità e protezione dei dati, occorrono almeno due dischi per realizzarlo e la capacità totale del sistema è pari alla capacità dell’unità più piccola che ne fa parte. Il suo funzionamento si basa sulla duplicazione dei dati, copie dei dati vengono sritte su tutte le unità che compongono l’Array, quindi più unità lo compongono maggiore è la protezione dei dati. Il sistema non offre nessun miglioramento delle prestazioni, anche se alcune implementazioni permettono di incrementare le prestazioni in lettura attingendo ai dati da più dischi contemporaneamente.

RAID 2: utilizza lo striping operando sui dati a livello di bit, ha differenza del raid 0 attraverso il codice di Hamming è in grado di rilevare errori a livello di bit e corregerli. Dato però l’elevato grado di affidabilità dei dischi è raramente utilizzato.

RAID 3: basato sul byte stripting introduce protezione per i dati, delle minimo tre unità che lo compongono due vengono gestite in stripting mentre la terza è riservata al controllo della parità. Ogni volta che un dato viene scritto viene generata una parità nel disco dedicato, in caso di rottura di una delle unità il contenuto mancante può essere recuperato utilizzando le unità rimaste e la parità. Nonostante ciò il sistema è raramente usato, l’accesso ai dischi è eseguito in parallelo e ciò impedisce hai dischi di operare in maniere indipendente.

RAID 4: molto simile al RAID 3, ma a differenza di questo opera per Block stripting (i byte vengono organizzati in blocchi ed elaborati come tali) e consente un accesso indipendente ai vari dischi dell’Array in funzione dei blocchi da recuperare.

RAID 5: opera a libello di Block stripting e permette l’accesso indipendente ai vari dischi in funzione dei blocchi da recuperare. In questa struttura tutti i dischi (minimo 3) sono in stripting, ha differenza di quanto accade nel raid 3 e 4 la parità viene distribuita su tutte le unità dell’Array.

Nelle operazioni di lettura la parità viene ignorata fino a quando l’Array non perde uno dei dischi o non si presenta un errore CRC, in questa circostanza i dati vengono riscostruiti “al volo” utilizzando i blocchi rimanti e quello di parità.

RAID 6: opera anch’esso a livello di Block striping, ma introduce una doppia parità, in questo Array infatti i dati di parità vengono distribuiti 2 volte sui due dischi diversi utilizzando la doppia parità, vengono cioè creati due tipi di parità diverse. Ciò aumenta la tolleranza agli errori ma di contro richiede un numero maggiori di dischi rispetto al raid 5 per operare al meglio.

RAID 0+1: richiede un minimo di quatto dischi ed è realizzato facendo il mirroring di due array striping.

RAID 1+0: richiede un numero minino di quattro dischi, ed è realizzatore fecendo lo striping di due array mirroring.

Perché

In un’ottica di protezione e sicurezza dei dati l’uso di un RAID è quasi palese.

Sistemi come il RAID 5, con l’aggiunta di tecnologie hotswap, oltre a garantire la continuità delle operazioni in caso di guasto di unità permettono persino la sostituzione a caldo ed una volta sostituito il sistema provvede alla ricostruzione dei dati mancanti senza richiedere il fermo operatività.

Sistemi come lo striping sono volti all’incremento delle prestazioni e sono indicati li dove è necessario lo spostamento e l’elaborazione di file di grandi dimensioni,