Servidor com arranjo RAID: Saiba mais sobre os arranjos de discos com dados sobre desempenho, capacidade útil, falhas e mantenha seus dados seguros.
Um servidor com arranjo RAID deve ser usado sempre que a continuidade das operações e a integridade dos dados forem prioridades. A tecnologia combina múltiplos discos rígidos em um único conjunto lógico para aumentar a tolerância a falhas ou a velocidade para acessar arquivos. Frequentemente, o sistema equilibra ambas as necessidades. Na prática, o arranjo distribui ou duplica os dados entre os discos. Se um disco falhar, o sistema continua funcionando com os discos restantes, sem qualquer interrupção para os usuários. Essa capacidade é fundamental em ambientes que não podem parar, como bancos de dados e servidores de virtualização. Além disso, alguns arranjos melhoram significativamente as taxas de leitura e escrita. Eles dividem os dados em blocos e gravam partes em discos diferentes simultaneamente. Como resultado, o acesso aos arquivos fica muito mais rápido, o que beneficia aplicações com alta demanda por processamento.
Os níveis de RAID definem como os discos colaboram, cada um com um balanço diferente entre desempenho, capacidade e segurança. O RAID 0, por exemplo, foca exclusivamente na velocidade. Ele distribui os dados entre todos os discos, mas não oferece qualquer proteção. A falha de um único drive compromete todo o conjunto. O RAID 1 adota uma abordagem oposta, pois prioriza a segurança. Ele espelha os dados, criando uma cópia idêntica em outro disco. Essa técnica oferece excelente redundância, mas corta a capacidade útil pela metade. Já o RAID 5 e o RAID 6 buscam um equilíbrio. Ambos usam paridade, uma técnica que reconstrói dados a partir de informações distribuídas nos discos. O RAID 5 suporta a falha de um disco, enquanto o RAID 6 suporta a falha de até dois discos simultaneamente, oferecendo ainda mais proteção. Para quem busca o máximo de desempenho e segurança, existe o RAID 10. Ele combina o espelhamento do RAID 1 com a distribuição do RAID 0. Essa configuração é bastante rápida e segura, porém é a mais cara, pois exige pelo menos quatro discos e utiliza apenas 50% da capac...
O desempenho de um arranjo de discos varia drasticamente conforme o nível RAID configurado. Em operações de leitura, quase todos os níveis apresentam ganhos, porque o sistema acessa dados de múltiplos discos ao mesmo tempo. Os níveis RAID 0, 5, 6 e 10 geralmente entregam as maiores velocidades para essa tarefa. A escrita, no entanto, revela diferenças importantes. O RAID 0 e o RAID 10 são os mais rápidos, pois gravam dados sem cálculos complexos. Por outro lado, o RAID 5 e o RAID 6 sofrem com a chamada "penalidade de escrita". Para cada nova gravação, o sistema precisa ler o bloco de dados, ler a paridade, calcular a nova paridade e depois escrever os novos dados e a nova paridade. Esse processo consome bastante processamento e torna a escrita mais lenta. A capacidade útil também é um fator decisivo. Com quatro discos de 4TB, por exemplo, um arranjo RAID 5 oferece 12TB de espaço útil. O mesmo conjunto em RAID 6 disponibiliza 8TB. Já em RAID 10, o espaço cai para 8TB, enquanto em RAID 1 a capacidade seria de apenas 4TB se montado com pares. A escolha depende do orçamento e da...
A capacidade de um arranjo RAID para suportar falhas é sua principal vantagem para a continuidade dos negócios. Essa tolerância, no entanto, varia muito entre os níveis. Um arranjo em RAID 0 não possui qualquer redundância. Por isso, a perda de um único disco resulta na perda total e irrecuperável de todos os dados do conjunto. Os níveis mais comuns para servidores, como o RAID 1 e o RAID 5, suportam a falha de um disco. No RAID 1, o sistema simplesmente continua operando com o disco espelhado. No RAID 5, os dados do disco defeituoso são reconstruídos a partir das informações de paridade distribuídas nos outros discos. Embora seguro, o sistema opera em modo degradado até a substituição do componente. Para ambientes ainda mais críticos, o RAID 6 é a escolha ideal, pois tolera a falha simultânea de até dois discos. O RAID 10 também pode suportar a falha de múltiplos discos, desde que os discos defeituosos não pertençam ao mesmo par espelhado. Essa proteção adicional é vital em arranjos com muitos discos, onde a probabilidade de uma segunda falha durante o rebuild é maior.
O processo de reconstrução, ou rebuild, inicia assim que um disco defeituoso é substituído em um arranjo redundante. Durante essa etapa, a controladora RAID utiliza os dados dos discos restantes para recriar as informações no novo disco. Esse procedimento é essencial para restaurar a tolerância a falhas do conjunto. O tempo necessário para o rebuild pode variar de algumas horas a vários dias. Fatores como a capacidade dos discos, a carga de trabalho no servidor e o nível do arranjo influenciam diretamente na duração. Arranjos com discos de grande capacidade, como 16TB ou mais, enfrentam tempos de reconstrução bastante longos. Durante o rebuild, o arranjo fica extremamente vulnerável. O desempenho do sistema também é severamente impactado, pois a controladora dedica muitos recursos para ler os discos antigos e escrever no novo. Uma nova falha de disco nesse período pode ser catastrófica, especialmente em um arranjo RAID 5. Por isso, muitos especialistas hoje recomendam o RAID 6 para arranjos com mais de quatro discos.
A implementação de um arranjo RAID pode ser feita por hardware ou por software, cada método com suas particularidades. O RAID por hardware utiliza uma placa controladora dedicada, com seu próprio processador e, muitas vezes, com memória cache e bateria. Essa abordagem remove a carga de processamento da CPU principal do servidor. Uma controladora dedicada geralmente oferece maior desempenho e confiabilidade. A bateria no cache, por exemplo, protege os dados em trânsito durante uma queda de energia. No entanto, essa solução tem um custo mais elevado e cria uma dependência do fabricante da placa. Se a controladora falhar, você precisa de um modelo idêntico para acessar os dados. O RAID por software, por sua vez, usa os recursos da CPU do próprio sistema operacional para gerenciar o arranjo. É uma solução mais barata e flexível, pois não depende de um hardware específico. Sistemas como o ZFS do TrueNAS ou o mdadm do Linux são extremamente poderosos. Contudo, essa modalidade consome ciclos da CPU e pode não ser ideal para servidores com cargas de trabalho muito intensas.
Em ambientes de alta disponibilidade, a rapidez para substituir um disco defeituoso é fundamental. A tecnologia hot swap cumpre exatamente essa função. Ela possibilita a remoção e a inserção de um disco com o servidor em pleno funcionamento, sem a necessidade de desligar o equipamento. Quase todos os servidores e storages NAS corporativos possuem essa facilidade. Essa característica simplifica muito a manutenção e reduz drasticamente o tempo de inatividade. Um técnico pode simplesmente puxar o disco com problema e inserir um novo na mesma baia. O sistema operacional e a controladora RAID reconhecem o novo componente e, na maioria das vezes, iniciam o processo de rebuild automaticamente. Para acelerar ainda mais a recuperação, muitas empresas utilizam um disco hot spare. Trata-se de um disco reserva, instalado no sistema, mas inativo. Quando um disco ativo falha, a controladora automaticamente ativa o hot spare e começa a reconstrução dos dados. Isso minimiza a janela de vulnerabilidade, pois o rebuild começa imediatamente, sem esperar pela intervenção humana.
Uma pergunta frequente envolve o uso de discos com capacidades ou modelos diferentes em um mesmo arranjo. Essa prática não é recomendada. A controladora RAID geralmente nivela todos os discos pelas características do componente mais fraco. Assim, se você misturar um disco de 2TB com outros de 4TB, todos funcionarão como se tivessem apenas 2TB. A expansão de um array existente também gera muitas dúvidas. Embora algumas controladoras permitam adicionar discos a um arranjo e expandir sua capacidade, o processo é arriscado e demorado. Em nossos testes, a reconfiguração de um arranjo pode levar dias e, durante esse tempo, o desempenho fica degradado e os dados ficam expostos a falhas. É sempre melhor planejar a capacidade necessária desde o início. Se a expansão for inevitável, um backup completo de todos os dados é obrigatório antes de iniciar o procedimento. Um erro durante a expansão pode levar à perda total das informações, invalidando o propósito original do arranjo.
Muitos administradores de sistemas confundem redundância com backup, um erro que pode custar caro. Um arranjo RAID protege os dados contra a falha física de um ou mais discos. Ele garante a disponibilidade do sistema, mas não protege as informações contra outras ameaças. O RAID não impede a exclusão acidental de arquivos, a corrupção de dados por software malicioso ou falhas humanas. Se um usuário deletar uma pasta importante, o arranjo replicará essa exclusão em todos os discos. Da mesma forma, um ataque de ransomware que criptografa seus arquivos tornará o arranjo inteiro inútil, pois os dados criptografados serão distribuídos ou espelhados. Portanto, o backup continua sendo indispensável. Uma estratégia de backup eficaz, como a regra 3-2-1, envolve ter três cópias dos dados, em duas mídias diferentes, com uma cópia armazenada fora do local. Um storage NAS com recursos de snapshot e replicação, por exemplo, complementa a proteção do RAID e cria uma defesa robusta contra a maioria dos desastres.
Um arranjo RAID é o primeiro pilar de qualquer plano de recuperação de desastres (DR). Ele assegura a alta disponibilidade local, mantendo os serviços online mesmo após a falha de um disco. Essa resiliência interna minimiza o downtime para problemas de hardware pontuais e é a base para a continuidade das operações diárias. No entanto, o RAID sozinho não constitui um plano de DR completo. Desastres como incêndios, inundações ou ataques cibernéticos em larga escala podem comprometer todo o servidor ou datacenter. Nessas situações, a proteção local oferecida pelo arranjo de discos é insuficiente para recuperar os dados e os serviços. É aqui que entram as soluções de armazenamento em rede, como um Storage NAS. Equipamentos como esses integram o RAID com ferramentas avançadas de backup, snapshots e replicação remota. Eles automatizam a cópia dos dados para um segundo local, garantindo que uma versão segura das informações esteja sempre disponível para uma recuperação rápida. Desse modo, a combinação entre RAID e uma estratégia de backup externa é a resposta para uma proteção de d...