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1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Em Português (Matriz Redundante de Discos Independentes) Trata-se de uma tecnologia que.

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1 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Em Português (Matriz Redundante de Discos Independentes) Trata-se de uma tecnologia que combina vários discos rígidos (HD) para formar uma única unidade lógica, onde os mesmos dados são armazenados em todos (redundância). Em outras palavras, RAID é um conjunto de HDs que funcionam como se fossem um só. Isso permite ter uma tolerância alta contra falhas, pois se um disco tiver problemas, os demais continuam funcionando, disponibilizando os dados. O RAID é uma tecnologia consolidada, já que surgiu pelas mãos de pesquisadores da Universidade de Berkesley, na California (EUA) no final da década de Discos Rigídos

2 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Como formar um RAID? Para que o RAID seja formado, é preciso utilizar pelo menos 2 HDs. O sistema operacional, neste caso, enxergará os discos como uma unidade lógica única. Quando há gravação de dados, os mesmos se repartem entre os discos do RAID (dependendo do nível). Com isso, além de garantir a disponibilidade dos dados em caso de falha de um disco, é possível também equilibrar o acesso às informações, de forma que não haja uma lentidão no caso de muitos acessos. Discos Rigídos

3 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID nível 0 - Conhecido como "Striping" ou "Fracionamento". Esse nível grava os dados de forma dividida em pequenos segmentos distribuindo-os entre os discos. Este nível não oferece tolerância a falhas, pois não existe redundância. Isso significa que uma falha em qualquer um dos HDs pode ocasionar perda de informações. Por essa razão, o RAID 0 é usado para melhorar a performance do computador, uma vez que a distribuição dos dados entre os discos proporciona grande velocidade na gravação e leitura de informações. Quanto mais discos houver, mais velocidade é obtida. Isso porque, se os dados fossem gravados em um único disco, esse processo seria feito de forma sequencial. Com o RAID, os dados cabíveis a cada disco são gravados ao mesmo tempo. O RAID 0, por ter estas características, é muito usado em aplicações de CAD e tratamento de imagens e vídeos. Discos Rigídos

4 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID nível 1 - Conhecido como "Mirroring" ou "Espelhamento", o RAID 1 funciona adicionando HDs paralelos aos HDs principais existentes no computador. Assim, se por exemplo, um computador possui 2 discos, pode-se aplicar mais um HD para cada um, totalizando 4. Os discos que foram adicionados, trabalham como uma cópia do primeiro. Assim, se o disco principal recebe dados, o disco adicionado também os recebe (Redundância). Daí o nome de "espelhamento", pois um HD passa a ser uma cópia praticamente idêntica do outro. Dessa forma, se um dos HDs apresentar falha, o outro imediatamente pode assumir a operação e continuar a disponibilizar as informações. A conseqüência neste caso, é que a gravação de dados é mais lenta, pois é realizada duas vezes. No entanto, a leitura dessas informações é mais rápida, pois pode-se acessar duas fontes. Por esta razão, uma aplicação muito comum do RAID 1 é seu uso em servidores de arquivos. Discos Rigídos

5 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID nível 2 - este tipo de RAID, adapta o mecanismo de detecção de falhas em discos rígidos para funcionar em memória. Assim, todos os discos da matriz ficam sendo "monitorados" pelo mecanismo. Atualmente, o RAID 2 é pouco usado, uma vez que praticamente todos os discos rígidos novos saem de fábrica com mecanismos de detecção de falhas implantados. RAID nível 3 - neste nível, os dados são divididos entre os discos da matriz, exceto um, que armazena informações de paridade. Assim, todos os bytes dos dados tem sua paridade (acréscimo de 1 bit, que permite identificar erros) armazenada em um disco específico. Através da verificação desta informação, é possível assegurar a integridade dos dados, em casos de recuperação. Por isso e por permitir o uso de dados divididos entre vários discos, o RAID 3 consegue oferecer altas taxas de transferência e confiabilidade das informações. Para usar o RAID 3, pelo menos 3 discos são necessários. Discos Rigídos

6 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Lembrete – Mas o que é Bit de Paridade Em um processo de transmissão ou armazenamento de dados, pode haver erros no processo, como é enviado um "0" e devido ao ruído é interpretado um "1". Isso é um erro. Um dos métodos mais simples é adicionar um bit a transmissão ou armazenamento e fazer com que a soma de todos os bits "1" seja um número par (Paridade par) ou seja um número ímpar (paridade ímpar) Se na hora de receber ou ler este bit e a paridade der errado, é de conhecimento que houve erro no processo. Exemplo: - Se formos transmitir o byte " ", podemos contar 5 bits "1", então adicionamos um bit "1" para que tenha paridade par (6) " " - Se formos transmitir o byte " ", podemos contar 4 bits "1", então adicionamos um bit "0" para que tenha paridade par (4) " " Procedimento similar quando o acordo é paridade ímpar. Este método só corrige a inversão de um bit, se dois bits invertem, precisa de métodos mais eficientes, com o checksum, CRC, DV, repetir o byte, etc. Discos Rigídos

7 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Lembrete – Mas o que é Bit de Paridade Exemplo: - Para transmitir o byte " ", podemos contar 5 bits "1", então adicionamos um bit "1" para que tenha paridade par (6) " " - Para transmitir o byte " ", podemos contar 4 bits "1", então adicionamos um bit "0" para que tenha paridade par (4) " " Discos Rigídos

8 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Lembrete – Mas o que é Bit de Paridade Ou seja, existem dois tipos de código de paridade: a paridade par e a paridade ímpar. A paridade será par quando o número de bits de valor '1' for par; caso contrário, será ímpar. Se o número de bits '1' for nulo (ou seja, caso se trate do binário '0'), a paridade do mesmo será par. Mais Exemplos: Para transmitir, num código de paridade, os seguintes binários: 10, 1101, 11101, 0 e 1. Os dígitos de paridade ímpar seriam, respectivamente, 0, 0, 1, 1 e 0. Assim sendo, num código de paridade ímpar, os mesmos seriam recodificados nos binários 10(0), 1101(0), 11101(1), 0(1) e 1(0). Num código de paridade par, os dígitos seriam inversos: 1, 1, 0, 0 e 1. Por conseguinte, os binários retornados seriam 10(1), 1101(1), 11101(0), 0(0) e 1(1). Discos Rigídos

9 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Lembrete – Mas o que é Bit de Paridade Discos Rigídos O valor do bit de paridade é determinado para que o total de 1s no conjunto de bits do código(incluindo o bit de paridade)seja um número par. Exemplo: a)Supondo que temos a seguinte palavra para transmitir (a informação tem 3 "1s"). Anexamos então um bit de paridade par igual a 1 para tornar par o número total de 1s : (número par de "1s", paridade par) b)Supondo que temos a seguinte palavra para transmitir (a informação tem 2 "1s"). O bit de paridade será igual a 0,de modo que o novo código(incluido o bit de paridade) tenha número par de 1s: (número par de "1s")

10 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Lembrete – Mas o que é Bit de Paridade Discos Rigídos O valor do bit de paridade é determinado para que o total de 1s no conjunto de bits do código(incluindo o bit de paridade)seja um número ímpar. Exemplo: a)Supondo que temos a seguinte palavra para transmitir (a informação tem 3 "1s"). O bit de paridade ímpar seria igual a 0, de modo que o novo código(incluido o bit de paridade) tenha número ímpar de 1s: (número ímpar de "1s") b)Supondo que temos a seguinte palavra para transmitir (a informação tem 2 "1s"). Anexamos então um bit de paridade ímpar igual a 1 para tornar ímpar o número total de 1s (número ímpar de "1s")

11 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID nível 4 - este tipo de RAID, basicamente, divide os dados entre os discos, sendo que um é exclusivo para paridade. A diferença entre o nível 4 e o nível 3, é que em caso de falha de um dos discos, os dados podem ser reconstruídos em tempo real através da utilização da paridade calculada a partir dos outros discos, sendo que cada um pode ser acessado de forma independente. O RAID 4 é indicado para o armazenamento de arquivos grandes, onde é necessário assegurar a integridade das informações. Isso porque, neste nível, cada operação de gravação requer um novo cálculo de paridade, dando maior confiabilidade ao armazenamento (apesar de isso tornar as gravações de dados mais lentas). Discos Rigídos

12 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID nível 5 - este é muito semelhante ao nível 4, exceto o fato de que a paridade não fica destinada a um único disco, mas a toda a matriz. Isso faz com que a gravação de dados seja mais rápida, pois não é necessário acessar um disco de paridade em cada gravação. Apesar disso, como a paridade é distribuída entre os discos, o nível 5 tende a ter um pouco menos de performance que o RAID 4. O RAID 5 é o nível mais utilizado e que oferece resultados satisfatórios em aplicações não muito pesadas. Este nível precisa de pelo menos 3 discos para funcionar. Discos Rigídos

13 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID O RAID é uma combinação dos níveis 0 (Striping) e 1 (Mirroring), onde os dados são divididos entre os discos para melhorar o rendimento, mas também utilizam outros discos para duplicar as informações. Assim, é possível utilizar o bom rendimento do nível 0 com a redundância do nível 1. No entanto, é necessário pelo menos 4 discos para montar um RAID desse tipo. Tais características fazem do RAID o mais rápido e seguro, porém o mais caro de ser implantado. A ilustração abaixo ilustra este tipo de RAID: Discos Rigídos

14 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Níveis de RAID RAID Discos Rigídos

15 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Tipos de RAID Existem 2 tipos de RAID, sendo um baseado em hardware e o outro baseado em software. Cada uma possui vantagens e desvantagens. O primeiro tipo é o mais utilizado, pois não depende de sistema operacional (pois estes enxergam o RAID como um único disco grande) e são bastante rápidos, o que possibilita explorar integralmente seus recursos. Sua principal desvantagem é ser um tipo caro inicialmente. A foto a seguir mostra um poderoso sistema RAID baseado em hardware. Repare que na base da direita estão armazenados vários discos: O RAID baseado em hardware, utiliza dispositivos denominados "controladores RAID", que podem ser, inclusive, conectados em slots PCI da placa-mãe do computador. Já o RAID baseado em software não é muito utilizado, pois apesar de ser menos custoso, é mais lento, possui mais dificuldades de configuração e depende do sistema operacional para ter um desempenho satisfatório. Este tipo ainda fica dependente do poder de processamento do computador em que é utilizado. Discos Rigídos

16 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Tipos de RAID Discos Rigídos

17 1. Tecnologia Raid - RAID (Redundant Array of Independent Disks) Resumo RAID é um dos principais conceitos quando o assunto é armazenamento de dados e informações digitais. Sua eficiência é comprovada por se tratar de uma tecnologia em uso há vários anos e que mesmo assim não consegue ser substituída. Grandes empresas, como a Intel, oferecem soluções de RAID, e essa tecnologia é possível de ser encontrada até mesmo em computadores domésticos. É muito provável que o RAID ainda venha a apresentar novos meios e tecnologias de funcionalidades, ampliando seu uso para os mais diversos tipos de necessidade de armazenamento e acesso à dados. Discos Rigídos


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