Storage NAS: Entenda como funciona o RAID e suas opções

Índice:

• Como o RAID funciona em um storage NAS?
• O que é RAID 0 e por que ele é arriscado?
• Por que o RAID 1 é tão popular para iniciantes?
• Entendendo o RAID 5 e o conceito de paridade
• Qual a diferença do RAID 6 para o RAID 5?
• O que são os arranjos RAID Híbridos como o RAID 10?
• E as tecnologias proprietárias como SHR e BeyondRAID?
• Como escolher o nível RAID correto para seu NAS?
• O RAID substitui a necessidade de um backup?
• A importância da manutenção do arranjo RAID
• A escolha do RAID é a base da segurança dos dados

Muitos usuários e empresas investem em um storage NAS para centralizar arquivos, mas frequentemente subestimam a importância da proteção dos dados. Um único hard disk pode falhar sem qualquer aviso prévio, e essa falha quase sempre resulta na perda total das informações armazenadas. Esse risco é um dos principais problemas que a tecnologia RAID busca resolver em um servidor de arquivos.

A configuração RAID é uma camada fundamental para a segurança e o desempenho do seu equipamento. Ela combina vários discos rígidos para funcionarem como uma única unidade lógica, mas com capacidades adicionais de redundância ou velocidade. Entender as diferentes opções disponíveis é essencial, pois a escolha errada pode comprometer a integridade dos dados ou limitar a performance do sistema.

Como o RAID funciona em um storage NAS?

O RAID, sigla para Redundant Array of Independent Disks, é uma tecnologia que agrupa múltiplos discos físicos em uma ou mais unidades lógicas. Seu principal objetivo é aumentar a redundância dos dados, o desempenho do armazenamento ou ambos. Em um storage NAS, o sistema operacional gerencia essa configuração de forma transparente, apresentando ao usuário um único volume de armazenamento, ainda que ele seja composto por vários HDDs.

O funcionamento do RAID se baseia em três técnicas principais: espelhamento, que duplica os dados em discos diferentes; distribuição (striping), que divide os dados em blocos e os espalha por vários discos; e paridade, que usa um bloco de dados calculado para reconstruir informações em caso de falha. A combinação dessas técnicas define os diferentes níveis RAID, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens.

O que é RAID 0 e por que ele é arriscado?

O arranjo RAID 0, também conhecido como striping, distribui os dados em blocos por pelo menos dois discos rígidos sem qualquer redundância. Essa abordagem aumenta significativamente a velocidade de leitura e escrita, pois o sistema acessa múltiplos discos de forma simultânea. Por exemplo, duas unidades trabalhando juntas podem, teoricamente, dobrar a taxa de transferência do conjunto.

Ainda assim, o grande problema do RAID 0 é sua total falta de tolerância a falhas. Se um único disco do arranjo falhar, todos os dados do volume são perdidos permanentemente, pois parte dos arquivos estava naquele disco. Por essa razão, seu uso é raramente recomendado para armazenar dados críticos e geralmente se aplica apenas a ambientes onde a velocidade é a única prioridade, como em discos temporários para edição de vídeo.

Por que o RAID 1 é tão popular para iniciantes?

O RAID 1, ou espelhamento, é uma das configurações mais simples e seguras. Ele cria uma cópia idêntica dos dados em dois ou mais discos. Se um dos discos falhar, o NAS continua funcionando normalmente com o disco espelhado, sem qualquer interrupção ou perda de informações. Essa simplicidade e confiabilidade o tornam uma escolha muito popular para usuários domésticos e pequenos escritórios.

No entanto, a principal desvantagem do RAID 1 é o custo. Como todos os dados são duplicados, a capacidade útil do arranjo é sempre a metade da capacidade bruta total. Por exemplo, dois discos de 8 TB em RAID 1 resultam em apenas 8 TB de espaço utilizável. A performance de escrita também pode ser ligeiramente inferior, pois o sistema precisa gravar os mesmos dados em dois locais diferentes.

Entendendo o RAID 5 e o conceito de paridade

O RAID 5 oferece um excelente equilíbrio entre segurança, capacidade e desempenho, por isso é muito comum em ambientes corporativos. Ele requer no mínimo três discos e distribui os dados e as informações de paridade por todas as unidades do conjunto. Essa paridade é um dado calculado que permite ao sistema reconstruir as informações de um disco que falhou.

Graças à paridade, o RAID 5 consegue suportar a falha de um disco sem perda de dados. Sua eficiência de armazenamento também é muito boa, pois a capacidade de apenas um disco é dedicada à redundância. O ponto fraco, no entanto, é o desempenho de escrita, que é mais lento devido à necessidade de calcular a paridade a cada nova gravação. Além disso, o tempo para reconstruir um disco falho pode ser bastante longo em arranjos grandes.

Qual a diferença do RAID 6 para o RAID 5?

O RAID 6 é uma evolução direta do RAID 5, projetado para oferecer um nível ainda maior de proteção. A principal diferença é que ele utiliza dupla paridade distribuída, o que exige um mínimo de quatro discos para sua implementação. Essa camada extra de redundância permite que o arranjo sobreviva à falha simultânea de até dois discos rígidos.

Essa proteção adicional torna o RAID 6 a escolha ideal para grandes volumes de armazenamento com muitos discos, onde a probabilidade de uma segunda falha ocorrer durante o demorado processo de reconstrução do primeiro disco é maior. Contudo, essa segurança tem um custo. A performance de escrita é ainda mais lenta que a do RAID 5 por causa do cálculo da segunda paridade, e a capacidade de dois discos é perdida para a redundância.

O que são os arranjos RAID Híbridos como o RAID 10?

Os arranjos híbridos combinam as características de dois ou mais níveis RAID básicos para otimizar desempenho e redundância. O mais conhecido é o RAID 10 (ou RAID 1+0), que une o espelhamento do RAID 1 com a distribuição do RAID 0. Para isso, ele precisa de no mínimo quatro discos, que são organizados em pares espelhados e, em seguida, os dados são distribuídos entre esses pares.

O resultado é um sistema com a alta velocidade de leitura e escrita do RAID 0 e a excelente redundância do RAID 1. Essa configuração é frequentemente usada em aplicações que exigem alto desempenho de I/O, como bancos de dados e servidores de virtualização. O principal ponto negativo é sua baixa eficiência de capacidade, pois, assim como no RAID 1, 50% do espaço bruto é usado para o espelhamento.

E as tecnologias proprietárias como SHR e BeyondRAID?

Alguns fabricantes de NAS, como a Synology e a Drobo, desenvolveram seus próprios sistemas de RAID automatizados. O Synology Hybrid RAID (SHR) e o BeyondRAID da Drobo são exemplos de tecnologias que simplificam a gestão do armazenamento. Elas permitem, por exemplo, misturar discos de tamanhos diferentes no mesmo arranjo e otimizar o espaço útil, algo que os níveis RAID padrão geralmente não fazem bem.

Essa flexibilidade é uma grande vantagem, especialmente para usuários com menos conhecimento técnico, pois o sistema gerencia a proteção e a expansão do volume de forma automática. O lado negativo é que essas tecnologias são proprietárias. Isso significa que um arranjo criado em um NAS Synology, por exemplo, talvez não seja lido em um sistema de outra marca, o que pode gerar dependência do fornecedor.

Como escolher o nível RAID correto para seu NAS?

A escolha do nível RAID ideal depende diretamente da sua necessidade e do número de baias disponíveis no seu storage. Se a prioridade máxima for o desempenho e os dados não forem críticos, o RAID 0 pode ser considerado. Para usuários que buscam proteção simples e eficaz para seus arquivos pessoais ou de um pequeno escritório, o RAID 1 é quase sempre a melhor porta de entrada.

Em sistemas com três ou mais discos, o RAID 5 surge como uma opção balanceada, que otimiza a capacidade sem abrir mão da segurança. Já o RAID 6 é a recomendação para arranjos maiores e dados de missão crítica, onde a falha de dois discos é um risco real. Por fim, o RAID 10 é a escolha para quem precisa de máxima performance de I/O e pode arcar com o custo de uma menor eficiência de espaço.

O RAID substitui a necessidade de um backup?

É fundamental entender que RAID não é backup. Essa é talvez a confusão mais perigosa que um usuário pode cometer. O RAID protege os dados contra a falha de hardware, ou seja, um disco que quebra. Ele não oferece qualquer proteção contra erros humanos, como a exclusão acidental de um arquivo, ataques de ransomware, corrupção de software ou desastres físicos como incêndios e roubos.

Quando um arquivo é deletado de um volume RAID, ele é removido de todos os discos do arranjo instantaneamente. Por isso, uma estratégia de backup robusta e independente é indispensável. A regra 3-2-1 do backup (três cópias dos dados, em duas mídias diferentes, com uma cópia fora do local) continua sendo a melhor prática para garantir a segurança completa das suas informações.

A importância da manutenção do arranjo RAID

Um arranjo RAID não é uma solução do tipo "configure e esqueça". Ele exige monitoramento contínuo para garantir sua integridade. A maioria dos sistemas NAS modernos inclui ferramentas de verificação de saúde dos discos, como o S.M.A.R.T., que podem prever falhas antes que elas aconteçam. É uma boa prática verificar esses relatórios periodicamente e configurar alertas por e-mail.

Quando um disco finalmente falha, ele precisa ser substituído o mais rápido possível. Após a troca, o sistema inicia um processo de reconstrução (rebuild), que recria os dados no novo disco a partir das informações de paridade. Esse processo é muito intensivo, degrada o desempenho do NAS e deixa o arranjo vulnerável até sua conclusão. Ter um disco de reserva à mão simplifica bastante a recuperação.

A escolha do RAID é a base da segurança dos dados

A definição do nível RAID é uma das decisões mais importantes ao configurar um novo storage NAS. Essa escolha impacta diretamente a disponibilidade dos dados, a performance de acesso e a capacidade de armazenamento que você terá. Um planejamento cuidadoso no início evita problemas e limitações futuras, que muitas vezes são difíceis e caros para corrigir depois que o sistema está em produção.

Compreender as trocas entre cada opção permite que administradores e usuários construam uma fundação de armazenamento sólida e confiável. Aliado a uma política de backup consistente, um arranjo RAID bem configurado é a resposta para centralizar e proteger seus ativos digitais de forma eficaz contra as inevitáveis falhas de hardware.