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Come funziona lo storage su RAID? Parte 1

Storage su RAID

Il termine RAID , acronimo di Redundant Array of Independent (originariamente Inexpensive, ossia economico) Disks , viene utilizzato per indicare i sistemi di storage dei dati che suddividono e/o replicano i dati sui dischi che lo compongono. La tecnologia RAID ha rivoluzionato il mondo dello storage dei dati ed era stata creata per due specifici obiettivi: aumentare l’affidabilità e migliorare la performance I/O (input/output).
Sfortunatamente lo storage su RAID non è una tecnologia priva di difetti e di conseguenza utilizzando questi sistemi possono ancora verificarsi casi di perdita  dati. In questo articolo suddiviso in due parti analizzeremo come funzionano i livelli RAID e come i dati possono essere memorizzati ( e persi!) da questo genere di sistemi di storage.

Come funziona un RAID?

Un RAID combina più dischi fisici all’interno di una singola unità logica utilizzando specifiche componenti hardware e software.  Le soluzioni RAID  hardware  possono assumere diverse configurazioni, da quelle integrate sulla scheda madre a quelle basate sull’aggiunta di nuove schede, fino ai più grandi server NAS o SAN. Con queste configurazioni il sistema operativo (OS) non è a conoscenza delle modalità tecniche di funzionamento del RAID.

Le soluzioni software vengono invece solitamente implementate all’interno del sistema operativo.

Il RAID viene comunemente impiegato su server ma può essere implementato anche su singole workstation. È questo il caso dei computer che fanno uso intensivo dello storage come quelli utilizzati per l’editing di file audio e video dove sono richieste ampie capacità di storage ed elevata velocità di trasferimento dati.

Glossario dei termini RAID comunemente utilizzati

Prima di scendere più nel dettaglio diamo un’occhiata ad alcuni termini tecnici che vengono comunemente utilizzati per descrivere alcuni aspetti dello storage RAID:

RAID: tecnologia che supporta diverse configurazioni di hard disk per ottenere migliori performance, maggiore affidabilità e volumi di storage più grandi attraverso il consolidamento delle risorse dei vari dischi e calcoli di parità

Parità: processo di distribuzione delle informazioni che permette di ricostruire i dati archiviati all’interno di un array RAID anche nel caso di guasto o malfunzionamento di uno dei dischi che compongono il sistema.

Mirroring – duplicazione dei dati di uno o più hard disk su un altro/ altri dischi fisici.

Striping: processo tramite il quale i dati possono essere scritti su diversi dischi. Nell’esempio qui sotto i dati vengono scritti tra i dischi in ordine sequenziale fino all’ultimo drive per poi tornare nuovamente al primo e iniziare una seconda “striscia” (stripe).

Striping - Storage su RAID

Blocco:  spazio logico di ciascun disco sul quale vengono scritti i dati. La quantità di spazio è impostata dal controller RAID.

Simmetria sinistra /destra: la simmetria in un RAID controlla come i dati e la parità vengono distribuiti sui drive. Esistono 4 principali tipologie di simmetria: quella utilizzata dal sistema dipende dal vendor del RAID stesso. Alcune aziende creano delle simmetrie proprietarie in base alle esigenze proprie dell’organizzazione.

Hot spare: esistono alcuni metodi per gestire il malfuzionamento dei drive in un RAID e uno di questi prende il nome di “hot spare”. Si tratta di un disco “di scorta” che può essere utilizzato per sostituire quello danneggiato.

Modalità di degradazione: questa si verifica quando un disco del RAID non può più essere letto. In questo caso il drive viene considerato “bad”, ovvero non utilizzabile e viene quindi ritirato dal RAID. I nuovi dati e la parità vengono quindi scritti sui rimanenti drive del RAID: nel caso in cui venissero richiesti dei dati presenti sul disco dannegiato il problema verrebbe arginato facendo ricorso alla parità sugli altri dischi. Ovviamente questo processo implica una riduzione delle performance del RAID.

Ora che abbiamo definito i termini chiave del sistema nella seconda parte dell’articolo analizzeremo i 3 concetti chiave del RAID: mirroring, striping e correzione dell’errore focalizzandoci sui diversi livelli RAID, il funzionamento dei moderni array e  quali sfide è necessario affrontare in caso di perdita dei dati. Al prossimo post!

Fino  quel momento se avete domande potete scriverle nel box più sotto.

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