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Configuraciones RAID: qué son y cuáles son las más populares

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El uso de configuraciones RAID no es algo nuevo, y tampoco es exclusivo del sector profesional. Con el paso de los años y la bajada de precio que han experimentado los discos duros y las unidades SSD se han convertido en una solución cada vez más popular dentro del sector de consumo general.

Pero no solo ha influido el precio de las unidades de almacenamiento, la simplificación que han experimentado los procesos de configuración, gracias a la introducción de BIOS simplificadas y a la llegada de UEFI, también ha jugado un papel clave de cara a su popularización en el sector de consumo general.

En resumen, montar una RAID es barato y relativamente sencillo, y representa ventajas importantes como veremos a continuación, así que es perfectamente comprensible que su aceptación haya ido en aumento a nivel general.

Como dijimos no es un concepto nuevo, pero sabemos que todavía genera dudas entre los usuarios, así que hemos decidido escribir esta guía en la que os explicaremos qué es exactamente una configuración RAID, qué tipos son los más utilizados y qué ventajas ofrece cada una de ellas.

¿Qué es una configuración RAID?

Tenemos un conjunto de cuatro siglas que significan “conjunto redundante de discos independientes”. Bien, haciendo una interpretación directa de esa traducción debemos sacar en claro que se refiere a a la existencia de una configuración basada en dos o más unidades de almacenamiento que trabajan de forma conjunta.

Cuanto recurrimos a estas configuraciones podemos utilizar de forma coordinada varias unidades de almacenamiento, tanto de tipo HDD como de tipo SSD, y disfrutar de una serie de ventajas que dependerán directamente del tipo de RAID que utilicemos.

Esto tiene una explicación muy sencilla, y es que cada tipo de configuración asigna una función diferente a las unidades de almacenamiento redundantes. Así, por ejemplo, podemos optar por mejorar el rendimiento o la seguridad de los datos, o buscar un equilibrio entre ambos.

Sobre este tema vamos a hablar a continuación, haciendo un desglose completo de los siete tipos de configuración RAID más utilizadas actualmente. Cada una tiene sus ventajas, pero también sus desventajas, así que la elección de una u otra dependerá, en última instancia, de nuestras necesidades.

Configuración RAID 0

Se mantiene como una de las más conocidas y también de las más utilizadas, aunque por su propia Es sin duda una de las más conocidas, y también de las más utilizadas, especialmente a nivel particular, ya que su objetivo es mejorar el rendimiento general de las unidades de almacenamiento utilizadas.

Bajo este tipo de configuración se distribuyen los datos de forma equilibrada entre todas las unidades de almacenamiento utilizadas, lo que consigue aumentar la velocidad de acceso a los datos. Esto se traduce, en definitiva, en un mayor desempeño.

Una ventaja importante, pero por desgracia también presenta un gran inconveniente que es lo que hace, precisamente, que tenga una mayor adopción en entornos particulares y que sea menos popular en entornos profesionales: no ofrece redundancia. Al distribuir los datos equitativamente entre unidades no hay ninguna que actúe como respaldo, por lo que si se produce un fallo o una avería en una de las unidades de almacenamientos perderemos todos los datos.

¿Merece la pena utilizar esta configuración?

Todo depende de nuestras necesidades concretas. En líneas generales es una excelente elección para montar configuraciones de alto rendimiento con un presupuesto ajustado, ya que no requiere una gran inversión y es muy fácil de establecer y de utilizar.

Como ya hemos dicho su único problema real es el tema de la redundancia, algo que podemos resolver de una manera muy sencilla: haciendo copias de seguridad periódicas, ya sea a través de la nube, de unidades de almacenamiento secundarias o a través de ambas (lo ideal para conseguir una mayor protección de nuestros datos).

En cuanto a la mejora de rendimiento utilizar dos unidades de almacenamiento en RAID 0 puede llegar a doblar el desempeño, así que sí, representa un salto importante y puede merecer mucho la pena.

Configuración RAID 1

Este tipo de configuración también es una de las más populares, sobre todo a nivel profesional, y podemos definirla como la cara opuesta a la anterior, ya que su objetivo no es mejorar el rendimiento, sino conseguir la redundancia de datos.

En el mundillo se identifica como “mirroring” o “modo espejo”, un calificativo lleno de sentido, ya que lo que hace es reflejar de forma idéntica los datos de una unidad de almacenamiento en otra unidad de almacenamiento, creado esa redundancia a la que hicimos referencia anteriormente.

Cuando utilizamos una configuración RAID 1 los datos de cada unidad de almacenamiento se duplican de forma totalmente sincronizada en otra unidad de almacenamiento. De esta manera, si se produce un fallo o avería en alguna de las unidades no perderemos ningún dato, puesto que contaremos con la unidad de respaldo.

Aunque el objetivo principal de esta configuración es asegurar la integridad de nuestros datos y archivos en caso de desastre también existen otras ventajas derivadas de esa redundancia, y es que las velocidades de lectura y de acceso a los datos mejoran, ya que el sistema puede leerlos de dos unidades de almacenamiento diferentes. Sin embargo, no hay mejora a nivel de escritura, ya que el sistema trabaja como si solo hubiera una unidad de almacenamiento.

¿Merece la pena utilizar esta configuración?

Como hemos dicho el modo RAID 1 ofrece dos grandes ventajas: redundancia de los datos y mayores velocidades de lectura. Sin embargo tiene aparejadas dos grandes desventajas, por un lado que no aumenta la velocidad de escritura, y por otro representa un alto consumo de capacidad de almacenamiento.

Al duplicar los datos almacenados de forma sincronizada y en espejo tendremos que renunciar a una cantidad de almacenamiento importante. Por ejemplo, en una configuración con dos unidades de 2 TB cada una no tendremos 4 TB de espacio disponible, sino 2 TB, ya que los otros 2 TB serán consumidos para crear esa redundancia.

Para aquellos que quieran asegurar la integridad de sus datos y disfrutar de una mejora parcial a nivel de rendimiento esta configuración es una excelente opción, ya que además es muy sencilla de utilizar y de mantener y requiere, además, una inversión mínima. Por contra, para aquellos que quieren maximizar el rendimiento y que están dispuestos a hacer copias de seguridad periódicas la RAID 0 será su mejor apuesta.

Configuraciones RAID 10 y RAID 01

La configuración RAID 10, también conocida como 1+0, se define como la combinación de una RAID 0 y una RAID 1, una definición sencilla que nos permite entender a la perfección las ventajas que ofrece al usuario, ya que tenemos claros por los dos puntos anteriores todo el valor que ofrecen ambas configuraciones trabajando de forma independiente.

Unir ambas significa que disfrutaremos de una mejora de rendimiento importante tanto en lectura y escritura, propia de la RAID 0, y que además tendremos a nuestra disposición la redundancia de datos que se consigue al establecer una RAID 0. No tendremos que renunciar a nada.

La imagen que acompañamos nos explica a la perfección el funcionamiento de esta configuración. El modelo más básico parte de cuatro unidades de almacenamiento, en las que tenemos una RAID 1 asociada a cada par de unidades y una RAID 0 establecida en esas cuatro unidades de almacenamiento.

En cada división dentro de una RAID 10 podrían fallar todas las unidades de almacenamiento salvo una y nuestros datos no correrían peligro, ya que conservaríamos una copia de seguridad. Sin embargo, debemos tener en cuenta que esa unidad pasa a ser nuestro último recurso y que si sufre cualquier fallo perderemos los datos, así que es recomendable hacer una copia de seguridad tan pronto como sea posible.

La configuración RAID 01 es una variante de la anterior en la que literalmente se invierte la configuración, lo que hace que también se la conozca como 0+1. Como en el caso anterior tenemos una subdivisión de dos configuraciones RAID distribuidas como vemos en la imagen: cuatro unidades de almacenamiento divididas en dos RAID 0 que se agrupan en una RAID 1.

Esta configuración representa un grado de protección inferior, ya que no tolera dos fallos simultáneos salvo que se produzcan en la misma división. Dicho de otra forma, cuando una unidad de almacenamiento falla la otra división se convierte en un punto de fallo único. También hay que tener en cuenta que cuando se remplaza la unidad que falló es necesario que todas las unidades del conjunto participen en la reconstrucción de los datos.

¿Merece la pena utilizar esta configuración?

Hablamos de configuraciones RAID con cuatro unidades de almacenamiento, así que salta a la vista que representa una inversión mucho mayor comparada con las configuraciones basadas en dos unidades, una realidad que las aleja del usuario medio.

No obstante sus ventajas son evidentes, ya que con este tipo de configuraciones podemos disfrutar de una importante mejora a nivel de rendimiento en lectura y escritura sin tener que renunciar al valor que ofrece la redundancia de datos.

A nivel profesional la configuración RAID 10 es, sin duda, una de las mejores opciones, y también para aquellos particulares que puedan (o quieran) permitirse el coste que representa.

Configuración RAID 5

Podemos definirla como una configuración que tiene como objetivo ofrecer un rendimiento similar a una RAID 0 sin renunciar a la redundancia, pero de una manera más económica comparada con las configuraciones RAID 1. Este equilibrio la convierte en la más habitual en el sector profesional.

Dentro de una RAID 5 encontramos un mínimo de tres discos duros, en los cuales los datos se dividen en bloques. Para entender su funcionamiento de nuevo recurrimos a una imagen. Fijaos, bajo esta configuración si un equipo quiere leer el dato A1 el encargado de servirlo es el disco cero. Pues bien, si el equipo necesita también el dato B1 tendría que esperar, ya que el disco está sirviendo el dato A1 (está trabajando), pero si necesita el dato B2 éste sí podría ser servido a la vez, ya que se encargaría el disco 1.

¿Qué significa esto? Pues que podemos realizar operaciones de lectura y escritura de forma solapada, lo que supone un mayor rendimiento y una mayor eficiencia. Bien, ¿y cómo se consigue la redundancia? La clave reside en los bloques de paridad, que se utilizan para reconstruir los datos si una unidad del grupo RAID falla.

Así, cada vez que se escribe un bloque de datos (A1, A2, étc) en una RAID 5 se genera un bloque de paridad dentro de la misma división, que puede ser recuperado y recalculado junto con los demás bloques de datos en caso de fallo. Dicho de forma simple por si no os queda claro, viene a ser una especie de recopilación de “trozos de datos de las distintas unidades de almacenamiento.

Con esta explicación podemos entender cómo ayuda esta configuración a reducir los costes que representa la redundancia de datos cuando hablamos de RAID, y también cómo se consigue la mejora de rendimiento.

¿Merece la pena utilizar esta configuración?

A nivel empresarial es una solución muy interesante y, de hecho, la más popular actualmente en dicho sector. Con todo, debemos tener en cuenta si vamos a utilizar unidades SATA de gran capacidad este tipo de soluciones de almacenamiento presentan ciclos de trabajo más cortos que otros tipos de unidades, como las SAS.

No podemos olvidarnos tampoco de otro detalle importante, y es que en los discos duros SATA de gran tamaño (a partir de 500 GB) los tiempos de reconstrucción son más largos, un hecho que a medio plazo podría producir una degradación del rendimiento del controlador. Os lo explico con un ejemplo sencillo: imaginad que tenéis una RAID 5, falla una unidad SATA y la sustituimos, ya que de lo contrario un nuevo fallo en otra unidad nos haría perder todos los datos.

Pues bien, cuando la hayamos sustituido deberemos llevar a cabo un proceso de reconstrucción, donde se tomarán los bloques paridad de cada unidad existente. Este proceso puede alargarse enormemente cuando se utiliza unidades SATA, así que debemos tenerlo muy en cuenta.

Configuración RAID 6

En líneas generales estamos ante una configuración idéntica a una RAID 5, con la particularidad de que se utiliza una segunda banda de paridad que se encuentra distribuida también entre todos los discos de la RAID,  lo que aumenta a cuatro el número mínimo de unidades de almacenamiento necesarias.

Como habréis podido intuir esto supone una gran ventaja frente a la RAID 5, ya que esa segunda banda de paridad actúa como respaldo ante una posible pérdida de datos en caso de fallo o avería que afecte a una segunda unidad dentro del grupo RAID, es decir, pasa de tolerar el fallo de una unidad a un máximo de dos unidades. Pero esto no es todo, esto mejora además la experiencia de uso con unidades SATA de gran capacidad de almacenamiento.

Sin embargo no todo son ventajas, también presenta inconvenientes. Uno de los más importantes es su bajo nivel de rendimiento cuando necesitamos realizar la reconstrucción de dos unidades de forma simultánea, ya que puede producirse una penalización de hasta un 20% a nivel de desempeño.

Otro problema que presenta esta configuración es la capacidad real de almacenamiento de que podremos disponer, ya que si tenemos, por ejemplo, una RAID 6 con cuatro discos duros el espacio equivalente a dos de ellos se dedica a la paridad. Esto quiere decir que si utilizamos cuatro discos duros de 2 TB cada uno no dispondremos de 8 TB, sino que en realidad tendremos un total 4 TB de espacio, ya que los otros 4 TB se dedican a paridad.

¿Merece la pena utilizar esta configuración?

Es una solución interesante, dado que ofrece una mayor protección frente a la pérdida de datos al proteger frente a fallos dobles de unidades e incluso durante la reconstrucción de un disco, pero debemos tener en cuenta dos aspectos muy importantes.

Por un lado el coste, ya que una RAID 6 de cuatro discos puede representar un coste importante y es, además, poco eficiente en lo que respecta al espacio de almacenamiento, ya que solo podremos disponer de un 50% del total de la configuración.

Para mejorar la eficiencia de una RAID 6 es recomendable montar al menos 6 unidades de almacenamiento, ya que la paridad se reparte en distintas divisiones entre todos los discos duros que integran la RAID. De esta forma si contamos, por ejemplo, con 6 discos duros de 1 TB en una RAID 6 dispondremos en realidad de 4 TB de espacio, los otros 2 TB quedan reservados a paridad.

A nivel de rendimiento debemos tener en cuenta que una RAID 6 no penaliza en operaciones de lectura, pero sí que notaremos un efecto negativo en las de escritura, como consecuencia de los cálculos adicionales de las labores de paridad.

Podemos concluir que esta configuración va orientada, al igual que la RAID 5, al sector profesional, especialmente en aquellos sectores en los que la redundancia de los datos tiene una importancia tan grande que justifica el incremento de costes que representa la RAID 6 al incluir más unidades de almacenamiento.

Configuración RAID 50

También llamada RAID 5+0. Se define como una configuración que coge bloques de RAID 5 y los distribuye formando una única RAID 0, tal y como podemos ver en la imagen que acompañamos. Recuerda a la RAID 10 y es normal, ya que básicamente su objetivo es ofrecer lo mejor de una RAID 5 y una RAID 0.

Con una configuración de este tipo el usuario disfruta de la paridad distribuida que ofrece una configuración RAID 5, pero también del buen nivel de rendimiento que caracteriza a una RAID 0. Gracias a dicha paridad un disco de cada conjunto RAID 5 puede fallar sin que nos expongamos a perder datos, aunque si no sustituimos el disco que ha fallado los discos restantes de ese conjunto se convierten en un punto único de fallo. Esto quiere decir que si falla otro disco dentro del mismo conjunto perderemos todos los datos.

El tiempo necesario de recuperación, que incluye detectar y responder al fallo de disco y reconstruir el conjunto sobre el nuevo disco, representa un periodo de vulnerabilidad del conjunto RAID, así que debemos tenerlo muy en cuenta.

Al utilizar esta configuración con un conjunto de siete discos obtenemos una elevada capacidad de almacenamiento y maximizamos la eficiencia en términos de almacenamiento disponible, debido al tema de la paridad distribuida que os explicamos al hablar sobre la RAID 5. Contaremos, además, con una tolerancia máxima de tres fallos potenciales de disco, uno por cada conjunto.

¿Merece la pena utilizar esta configuración?

Es una solución que resulta interesante para el sector profesional, ya que presenta un coste muy elevado, tanto de inicio como de mantenimiento.

Es importante destacar que el conjunto sufre un estrés muy elevado durante la reconstrucción de un disco que ha fallado, ya que es necesario leer cada bit de información, lo que aumenta la vulnerabilidad de cada conjunto de discos al estar sometidos a una fuerte carga de trabajo. Esto quiere decir que hay más probabilidades de que algo salga mal.

Con todo, a pesar de estas desventajas no hay duda de que una RAID 50 mejora en gran medida el rendimiento de una RAID 5, especialmente a nivel de escritura. A nivel de tolerancia de fallos entra dentro de lo que podemos considerar como “buena”.

Esta configuración resulta, por tanto, recomendable para aquellos usuarios que busquen una elevada tolerancia a fallos, pero no quieran renunciar a una alta eficiencia en términos de capacidad de almacenamiento ni a un buen rendimiento y que pueda, obviamente, asumir el coste que representa.

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