I più im­por­tan­ti livelli RAID a confronto

Con­ca­te­na­re i dischi rigidi in un RAID comporta vantaggi e svantaggi diversi in base al livello RAID scelto, motivo per cui risulta im­pos­si­bi­le rias­su­mer­li in modo generico. Infatti, le proprietà del sistema dipendono prin­ci­pal­men­te dal livello RAID scelto. Questi standard in parte molto diversi tra loro de­fi­ni­sco­no il numero di dischi minimi necessari, il modo in cui vengono con­ca­te­na­ti e quale pro­ce­di­men­to uti­liz­za­re per l’ar­chi­via­zio­ne dei file.

In questo articolo spie­ghia­mo in che cosa si dif­fe­ren­zia­no i livelli RAID e quali effetti possono avere. Inoltre, con­fron­tia­mo tra loro i livelli RAID in termini di costo, sicurezza contro eventuali guasti e pre­sta­zio­ni.

I livelli RAID, come RAID 5 o RAID 6, de­fi­ni­sco­no due diversi sistemi per con­ca­te­na­re i dischi rigidi in un’unica unità logica. Quando venne pre­sen­ta­ta per la prima volta la tecnica RAID nel 1988, il risparmio economico che era possibile ottenere con la con­ca­te­na­zio­ne degli hard disk rap­pre­sen­ta­va l’aspetto centrale. Oggi la riduzione dei costi gioca un ruolo del tutto marginale dei vantaggi offerti dai vari livelli.

Le ca­rat­te­ri­sti­che oggi decisive nel dif­fe­ren­zia­re i livelli RAID sono le seguenti:

• Pro­te­zio­ne contro guasti
• Velocità di lettura (output rate)
• Velocità di scrittura (input rate)
• Fruizione della capacità di ar­chi­via­zio­ne di­spo­ni­bi­le
• Numero minimo di dischi rigidi necessari

L’obiettivo primario dei RAID è aumentare la sicurezza dei dati ar­chi­via­ti com­pen­san­do eventuali guasti ai dischi rigidi e impedendo la perdita dei dati. Per riuscirci, i singoli livelli RAID uti­liz­za­no diverse tecniche utili ad ar­chi­via­re i dati in modo ri­don­dan­te. Il pro­ce­di­men­to classico è il ri­spec­chia­men­to (mirroring) dei dati: tutte le in­for­ma­zio­ni vengono ar­chi­via­te in duplice versione all’interno del sistema. In al­ter­na­ti­va, i livelli RAID puntano alle in­for­ma­zio­ni di parità, che vengono ar­chi­via­te sui di­spo­si­ti­vi con­ca­te­na­ti assieme ai dati utente e che servono a permette il ri­pri­sti­no facile e veloce dei dati nel caso in cui un disco rigido si guasti.

Per aumentare le pre­sta­zio­ni, molti livelli RAID ricorrono al co­sid­det­to processo di striping (dall’inglese stripes, che significa “strisce”): i dati ar­chi­via­ti vengono suddivisi in strisce e ripartiti in uguale misura fra tutti i dischi rigidi con­ca­te­na­ti. Questo permette di ot­ti­miz­za­re la velocità di scrittura e di lettura. L’effettivo mi­glio­ra­men­to dipende dal processo di ri­don­dan­za adottato.

Se pa­ra­go­na­ti al singolo disco rigido, molti livelli RAID offrono una pro­te­zio­ne dai guasti più elevata e migliori pre­sta­zio­ni. Tuttavia, la regola generale in questo caso è: più la con­ca­te­na­zio­ne di hard disk è protetta contro guasti e mal­fun­zio­na­men­ti, minore è l’aumento delle pre­sta­zio­ni.

Anche la capacità di ar­chi­via­zio­ne massima di­spo­ni­bi­le dipende prin­ci­pal­men­te dal metodo uti­liz­za­to per generare la ri­don­dan­za. I livelli RAID che puntano sul ri­spec­chia­men­to dei dati devono ri­nun­cia­no ine­vi­ta­bil­men­te al 50 % del volume d’ar­chi­via­zio­ne di­spo­ni­bi­le. Nei sistemi RAID basati sulla parità la par­ti­zio­ne riservata ai dati utente aumenta con l’aumentare del numero dei dischi rigidi.

Il rapporto tra pro­te­zio­ne dai guasti, per­for­man­ce, volume di ar­chi­via­zio­ne e il fattore dei costi varia si­gni­fi­ca­ti­va­men­te da livello RAID a livello RAID. Alcuni modelli come RAID 0 e RAID 1 puntano su un solo aspetto: mentre RAID 0 serve ad aumentare il tasso di tra­smis­sio­ne dati in fase di lettura e scrittura, un sistema RAID 1 punta talmente tanto sulla doppia ar­chi­via­zio­ne dei file che è possibile ottenere solamente un mi­glio­ra­men­to minimo della velocità di lettura (ammesso tra l’altro che si disponga del giusto con­trol­ler RAID).

Nella seguente tabella vi pre­sen­tia­mo tutti i livelli RAID più comuni allo scopo di il­lu­stra­re le loro pe­cu­lia­ri­tà, punti di forza e di debolezza in un confronto diretto.

I sistemi RAID sono stati per molti anni il non plus ultra per ar­chi­via­re dati al riparo da mal­fun­zio­na­men­ti godendo di pre­sta­zio­ni elevate. Col passare del tempo sono state però svi­lup­pa­te diverse tecniche al­ter­na­ti­ve di cui facciamo menzione qui di seguito.

Il multi-copy mirroring rap­pre­sen­ta una pratica al­ter­na­ti­va al RAID che crea diverse copie identiche dei dati, esat­ta­men­te come avviene con il ri­spec­chia­men­to dal livello RAID 1. Di­ver­sa­men­te da un sistema RAID, le copie sono con­ser­va­te da diversi host in rete e lo stato dei dati viene ve­ri­fi­ca­to in maniera continua grazie a un apposito metodo.

Se il mec­ca­ni­smo di ri­pri­sti­no si imbatte in dati dan­neg­gia­ti o non rag­giun­gi­bi­li, questi vengono im­me­dia­ta­men­te riparati grazie a una copia. Il numero delle copie viene stabilito dall’utente. Ogni copia occupa lo stesso spazio di ar­chi­via­zio­ne dell’originale, il che può rendere il MCM una soluzione costosa.

Gli Erasure Codes si basano su algoritmi che servono a sud­di­vi­de­re i dati in porzioni o blocchi, esat­ta­men­te come avviene con i processi di striping tipici dei livelli RAID 0 e 5. Le singole porzioni di dati possono poi essere suddivise co­mo­da­men­te tra più di­spo­si­ti­vi. Anche gli Erasure Codes di­spon­go­no di un mec­ca­ni­smo di verifica che assicura la leg­gi­bi­li­tà e l’ac­ces­si­bi­li­tà dei dati.

Lo spazio di ar­chi­via­zio­ne ag­giun­ti­vo di cui ha bisogno questa al­ter­na­ti­va al RAID si aggira attorno al 33 %, ren­den­do­la una delle soluzioni più eco­no­mi­ca­men­te con­ve­nien­ti per la messa in sicurezza dei file. Gli Erasure Codes risultano par­ti­co­lar­men­te adatti per grandi set di dati grazie alla ef­fi­cien­te sud­di­vi­sio­ne in blocchi.

In questo articolo abbiamo già bre­ve­men­te accennato al fatto che un sistema RAID non deve essere intenso in nessun caso come al­ter­na­ti­va a un backup, ma è vero anche il contrario. Un backup non può essere con­si­de­ra­to una soluzione so­sti­tu­ti­va a un RAID. I backup su cloud servono esclu­si­va­men­te ad ar­chi­via­re i dati in un luogo separato.

I backup non hanno nulla a che vedere con l’aumento della pro­te­zio­ne dai guasti o il mi­glio­ra­men­to della velocità di lettura e scrittura. Ma a chi non interessa ot­ti­miz­za­re le pre­sta­zio­ni del proprio hardware, il backup su cloud rap­pre­sen­ta la soluzione ideale per ar­chi­via­re i propri dati al sicuro.