RAID 10 ou RAID 1+0, espelhamento e data striping

RAID 10

O RAID 10 ou RAID 1+0 é um nível de RAID que associa o espelhamento de informações (RAID 1) e a gravação em alta performance (RAID 0), dividindo os dados em blocos que serão escritos em todos hard disks simultaneamente.

Com isso o RAID 10 torna-se um arranjo muito indicado para quem necessita performance e segurança.

Como funciona o RAID 10?

Para implementar um arranjo RAID 10 em qualquer servidor ou storage é necessário a criação de pelo menos dois subgrupos de hard disks configurados em RAID 1, que serão agregados num único pool RAID 0.

Como isso, o arranjo global permitirá que a gravação dos dados aconteça em todos os discos ao mesmo tempo (striping), mantendo cada subgrupo com um disco para produção e outro de espelhamento.

Como cada subgrupo RAID 1 exige dois discos, para configurar um sistema em RAID 10 serão necessários pelo menos 2 subgrupos RAID 1 e 4 hard disks.

O RAID 10 é muito usado para aplicações que exigem performance, porém vale lembrar que caso dois discos de um mesmo subgrupo falhem todo o sistema será comprometido.

Exemplo prático:

Num pool de discos com 8 HDD de 2TB em RAID 10 teremos quatro subgrupos com 2 hard disks espelhados. Isso significa que metade da capacidade será “sacrificada” para espelhamento, porém a escrita simultânea em vários discos entregará performance superior que a mesma configuração em RAID 5.

Capacidade e segurança

O RAID 10 é um disk array que proporciona ótima segurança de armazenamento, espelhando os dados gravados simultaneamente nos dois discos de cada subgrupo, porém sempre irá consumir metade da capacidade total do arranjo para essa operação.

Assim, para calcularmos a capacidade líquida de um arranjo RAID 10, basta somar a capacidade bruta de todos os discos que compõe o arranjo e dividir o resultado por 2, lembrando esse cálculo prevê o uso de discos da mesma capacidade.

Por exemplo:

Ao configurar um RAID 10 usando 8 hard disks de 2TB (Total 16TB), a controladora RAID irá criar 4 arranjos RAID 1 com 2 HDD por subgrupo, disponibilizando a capacidade bruta de 4TB por subgrupo.

Como cada subgrupo faz o espelhamento dos dados nos dois discos, teremos a capacidade líquida de 2TB por subgrupo e, como temos 4 subgrupos com 2TB cada, o volume total será de 8TB disponível.

Dessa forma teremos uma área livre de 8TB, com suporte à falha de até 4 hard disks simultâneos, desde que haja apenas um disco defeituoso por subgrupo.

Caso 2 discos de um mesmo subgrupo apresentem falha, todo o arranjo será comprometido e será necessário recuperação dos dados através do sistema de backup.

Performance

Uma das principais funções do RAID 10 é oferecer desempenho para o sistema de armazenamento, sem abrir mão da segurança.

A quantidade de discos utilizada para configurar um arranjo RAID 10 influencia diretamente na performance do mesmo, mantendo a regra que quanto mais hard disks no mesmo arranjo, maiores as taxas de leitura e escrita de dados.

A performance do arranjo pode ser medida pelo número de IOPS (informações processadas por segundo) e sua respectiva taxa de transferência entregues pelo sistema de armazenamento ou servidor (throughput).

Ao compararmos o desempenho do RAID 10 com outros arranjos, concluímos que ele oferece maior desempenho para aplicações com um grande número de requisições, como aplicações de banco de dados.

Porém a busca por desempenho deve ser feita com muita cautela, pois quanto maior é a quantidade de hard disks por arranjo, maior a probabilidade de falhas.

Isso acontece principalmente porque discos de mesmo lote de fabricação e instalados no mesmo ambiente tendem a suportar a mesma carga de trabalho, sofrendo o também mesmo desgaste e entregando a mesma vida útil.

Onde Usar RAID 10?

O arranjo RAID 10 é voltado para várias aplicações que exigem performance, principalmente em aplicações como renderização e autoração de vídeo 4K, modelagem de sólidos, servidores de arquivos e de banco de dados, armazenamento e backup de máquinas virtuais e animação 3D.

A prática de manter discos hot spare disponíveis no sistema é sempre bem-vinda para maior segurança, porém alternativas adicionais contra desastres sempre devem ser consideradas para arranjos que contenham informações importantes.

Alguns ambientes necessitam alta capacidade de armazenamento e exigem maior tolerância à falha de discos, por isso vale a pena entender quais são os níveis de arranjos existentes e suas respectivas características.

Ainda assim, falhas críticas de hardware (falha simultânea de diversos discos no mesmo arranjo) ou lógicas (arquivos e partições corrompidas) sempre podem ocorrer.

Lembre-se que a melhor forma de manter dados seguros e disponíveis é fazer backup (cópia de segurança) ou a sincronização das informações entre dois ou mais sistemas de armazenamento.

Recomendações

Ao implementar o RAID 10 cada subgrupo RAID 1 precisa ter dois discos, sendo fortemente recomendado o uso de hard disks idênticos, com a mesma capacidade e modelo, sob pena do sistema “nivelar” a capacidade total do arranjo de acordo com o subgrupo de menor capacidade.

Ao implementar a tecnologia RAID, cada fabricante de storage, servidor ou sistema operacional entrega diferentes soluções para configuração e manutenção.

Nós da ControleNet somos especialistas em sistemas de armazenamento e estamos à disposição para auxiliá-lo em seu projeto.