En Beneficios y desventajas del RAID, señalar y explanar algunas cosas que quedaron inconclusas en nuestro post anterior titulado Qué es RAID y para que sirve.

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Bondades y virtudes

El rendimiento, la resistencia y el costo se encuentran entre los principales beneficios de RAID. Al unir múltiples unidades de disco duro, RAID puede mejorar el trabajo de un solo disco duro y, dependiendo de cómo esté configurado, puede aumentar la velocidad y la confiabilidad del servidor ante una falla.

Con RAID 0, los archivos se dividen y se distribuyen en unidades que trabajan juntas en el mismo archivo. Como tal, las lecturas y escrituras se pueden realizar más rápido que con una sola unidad. Los arreglos RAID 5 dividen los datos en secciones, pero también dedican otro disco a la paridad. Esta unidad de paridad puede ver lo que está funcionando cuando una unidad que no es de paridad falla, y puede averiguar qué estaba en esa unidad fallida. Esta función permite que RAID brinde mayor disponibilidad . Con la duplicación, las matrices RAID pueden tener dos unidades que contienen los mismos datos, lo que garantiza que uno continuará funcionando si el otro falla.

Aunque el término de bajo costo se eliminó del acrónimo, RAID aún puede resultar en costos más bajos mediante el uso de discos de menor precio en grandes cantidades.

Contras

Los niveles de RAID anidados son más costosos de implementar que los niveles de RAID tradicionales porque requieren una mayor cantidad de discos. El costo por GB de almacenamiento también es más alto para el RAID anidado porque muchas de las unidades se utilizan para la redundancia. El RAID anidado se ha vuelto popular a pesar de su costo porque ayuda a superar algunos de los problemas de confiabilidad asociados con los niveles de RAID estándar.

Inicialmente, todas las unidades en una matriz RAID se instalan al mismo tiempo. Esto hace que las unidades tengan la misma edad y estén sujetas a las mismas condiciones de operación y cantidad de desgaste. Pero cuando falla una unidad, hay una alta probabilidad de que otra unidad en la matriz también falle pronto.

Algunos niveles de RAID (como RAID 5 y RAID 1) solo pueden soportar una sola falla de la unidad, aunque algunas implementaciones de RAID 1 consisten en varias duplicaciones y, por lo tanto, pueden soportar fallas múltiples. El problema es que la matriz RAID y los datos que contiene se dejan en un estado vulnerable hasta que se reemplaza una unidad fallida y el nuevo disco se llena con datos. Debido a que las unidades tienen una capacidad mucho mayor ahora que cuando se implementó RAID por primera vez, lleva mucho más tiempo reconstruir las unidades fallidas. Tiempos de reconstrucción más largos aumentan las posibilidades de que un segundo disco falle antes de que se reconstruya el primer disco.

Incluso si no ocurre una segunda falla de disco mientras se reemplaza el disco fallido, existe la posibilidad de que los discos restantes puedan contener sectores defectuosos o datos ilegibles. Este tipo de condiciones puede hacer que sea imposible reconstruir completamente la matriz.

Los niveles de RAID anidados solucionan estos problemas al proporcionar un mayor grado de redundancia, disminuyendo en gran medida las posibilidades de una falla de nivel de matriz debido a fallas de disco simultáneas.

Preguntas y respuestas

1. ¿Qué es el RAID y cuál es su principal propósito?

Respuesta:
El RAID (Redundant Array of Independent Disks) es una tecnología que combina múltiples discos duros en una única unidad lógica para mejorar el rendimiento, la redundancia o ambos. Su propósito principal es aumentar la fiabilidad de los datos y/o acelerar las operaciones de lectura/escritura.

Al distribuir datos entre discos (striping), duplicarlos (mirroring) o usar paridad (parity), el RAID mitiga riesgos como fallos de hardware. Por ejemplo, en entornos empresariales, evita la pérdida de datos críticos si un disco falla. Sin embargo, no reemplaza las copias de seguridad, ya que no protege contra errores lógicos (ej., corrupción de archivos) o desastres físicos que afecten a todo el sistema.

2. ¿Cuáles son los beneficios clave del RAID?

Respuesta:
Los principales beneficios del RAID incluyen:

Redundancia: Niveles como RAID 1, 5, 6 o 10 permiten recuperar datos si un disco falla.
Mejor rendimiento: RAID 0 o 10 aceleran operaciones al distribuir datos en varios discos (striping).
Disponibilidad continua: En sistemas RAID con tolerancia a fallos, los usuarios pueden seguir accediendo a datos durante el reemplazo de un disco.
Escalabilidad: Algunos niveles permiten agregar discos para aumentar capacidad o rendimiento.
Costos controlados: Usar discos estándar en un RAID es más económico que soluciones empresariales de alto costo. Estos beneficios son clave en servidores, NAS o entornos donde la disponibilidad es crítica, como hospitales o centros financieros.

3. ¿Qué desventajas tiene el RAID?

Respuesta:
Las desventajas del RAID incluyen:

Costos iniciales: Requiere múltiples discos y controladores dedicados (hardware RAID), aumentando inversiones.
Complejidad: Configurar y mantener un RAID demanda conocimientos técnicos (ej., reconstruir arrays tras fallos).
Riesgo de fallos múltiples: En RAID 5, si dos discos fallan antes de reconstruir el array, se pierden todos los datos.
Sobrecarga de rendimiento: RAID con paridad (ej., RAID 5) ralentiza escrituras debido a cálculos de paridad.
No es una copia de seguridad: No protege contra malware, errores humanos o desastres que dañen físicamente todo el sistema. Estas limitaciones exigen combinar RAID con otras estrategias de protección de datos.

4. ¿Por qué el RAID 0 es riesgoso a pesar de su alto rendimiento?

Respuesta:
El RAID 0 divide datos en bloques distribuidos en varios discos (striping), lo que acelera lectura/escritura al aprovechar múltiples canales. Sin embargo, no ofrece redundancia: si un disco falla, se pierden todos los datos.

Esto lo hace inadecuado para almacenamiento crítico. Por ejemplo, en edición de video, el RAID 0 mejora velocidad de renderizado, pero un fallo de disco podría destruir horas de trabajo. Además, su capacidad total es la suma de los discos, lo que incentiva usar unidades grandes, aumentando la probabilidad de fallos. Por ello, solo se recomienda para datos no esenciales o combinado con otros niveles (ej., RAID 10).

5. ¿Cómo el RAID 1 garantiza la redundancia de datos?

Respuesta:
El RAID 1 duplica datos en dos o más discos (mirroring). Cada escritura se realiza simultáneamente en todos los discos, creando copias idénticas. Si un disco falla, el sistema sigue operando con los demás, garantizando disponibilidad inmediata.

Es ideal para entornos donde la integridad es prioritaria, como servidores de bases de datos. Sin embargo, su principal desventaja es el costo: se necesita el doble de almacenamiento (ej., 2 discos de 4 TB para 4 TB útiles). Además, el rendimiento de escritura puede ser menor debido a la sincronización entre discos, aunque la lectura mejora al acceder a múltiples copias en paralelo.

6. ¿Qué ventajas ofrece el RAID 5 frente a otros niveles?

Respuesta:
El RAID 5 combina striping (distribución de datos) con paridad distribuida, ofreciendo un equilibrio entre rendimiento, capacidad y redundancia. Requiere al menos tres discos y tolera el fallo de uno sin pérdida de datos.

La paridad se almacena en bloques rotativos, evitando cuellos de botella en un solo disco. Su ventaja clave es la eficiencia de almacenamiento: la capacidad útil es N−1N−1 (ej., 3 discos de 2 TB ofrecen 4 TB). Es popular en servidores de archivos y NAS empresariales. Sin embargo, reconstruir el array tras un fallo puede ser lento (horas o días en discos grandes), y el rendimiento de escritura se ve afectado por los cálculos de paridad.

7. ¿Cuáles son las limitaciones del RAID 5 en discos de gran capacidad?

Respuesta:
En discos grandes (ej., 8 TB o más), el RAID 5 enfrenta riesgos durante la reconstrucción. Al reemplazar un disco fallado, el sistema debe recalcular datos usando paridad, lo que implica leer todos los bloques restantes.

En discos de alta capacidad, este proceso prolongado (días) aumenta la probabilidad de que otro disco falle por estrés, resultando en pérdida total de datos. Además, los errores de lectura no corregibles (URE) durante la reconstrucción pueden corromper el array. Por ello, para discos grandes, se recomienda RAID 6 (doble paridad) o RAID 10, que ofrecen mayor tolerancia a fallos y menor tiempo de reconstrucción.

8. ¿Por qué el RAID 6 es más seguro que el RAID 5?

Respuesta:
El RAID 6 usa doble paridad, permitiendo sobrevivir al fallo de dos discos simultáneamente. Esto es crucial en entornos con discos de alta capacidad o arrays grandes, donde el riesgo de fallos múltiples es mayor.

Por ejemplo, en un NAS de 12 discos, RAID 6 garantiza continuidad incluso si dos unidades fallan durante la reconstrucción. Su desventaja es la sobrecarga de capacidad: se requieren N−2N−2 discos para almacenamiento útil (ej., 4 de 6 discos). Además, el rendimiento de escritura es menor que en RAID 5 debido a cálculos de paridad más complejos. Aun así, es preferible en aplicaciones críticas como almacenamiento médico o financiero.

9. ¿Qué hace al RAID 10 una opción popular para bases de datos?

Respuesta:
El RAID 10 combina mirroring (RAID 1) y striping (RAID 0), ofreciendo alto rendimiento y redundancia. Al distribuir datos en pares de discos espejados, tolera fallos en hasta la mitad de los discos (si no están en el mismo par).

En bases de datos, esto acelera operaciones de lectura/escritura y asegura disponibilidad durante fallos. Por ejemplo, un array de 8 discos puede perder hasta 4 (uno por par) sin interrupciones. Sin embargo, su costo es elevado: solo el 50% de la capacidad total es útil. Aun así, para cargas de trabajo intensivas como transacciones bancarias, el equilibrio entre velocidad y seguridad justifica la inversión.

10. ¿En qué casos no se recomienda usar RAID?

Respuesta:
El RAID no se recomienda cuando:

El presupuesto es limitado: Configuraciones redundantes (RAID 1, 5, 6) requieren discos adicionales, incrementando costos.
Los datos no son críticos: Para almacenamiento personal no esencial (ej., películas), el RAID añade complejidad innecesaria.
Se usan discos de diferente tamaño o velocidad: Esto puede causar desequilibrios en el rendimiento o capacidad desaprovechada.
No hay copias de seguridad externas: El RAID no protege contra ransomware o desastres naturales.
Se prioriza la simplicidad: En sistemas domésticos, un solo disco o soluciones cloud pueden ser más prácticas. En estos casos, alternativas como backups en la nube o discos externos son más eficientes.

11. ¿Cómo afecta el RAID al rendimiento según el tipo de carga de trabajo?

Respuesta:
El impacto del RAID en el rendimiento varía según el nivel y la carga:

RAID 0: Mejora velocidad en lecturas/escrituras secuenciales (ideal para edición de video).
RAID 1: Lecturas más rápidas al acceder a dos discos, pero escrituras similares a un solo disco.
RAID 5/6: Buen rendimiento en lecturas, pero escrituras más lentas por cálculos de paridad (no recomendado para bases de datos transaccionales con muchas escrituras).
RAID 10: Alto rendimiento en lecturas y escrituras, ideal para cargas mixtas. Por ejemplo, en entornos virtualizados (VMware), RAID 10 reduce latencia, mientras RAID 5 podría causar cuellos de botella en escrituras intensivas.

12. ¿Qué diferencias hay entre RAID hardware y software?

Respuesta:

RAID hardware: Usa un controlador dedicado (con procesador y memoria) para gestionar el array. Ofrece mejor rendimiento, soporta niveles complejos (5, 6) y es independiente del sistema operativo. Ideal para servidores, pero el controlador es costoso y propietario.
RAID software: Usa el CPU y drivers del sistema para gestionar el array. Es más económico y flexible (compatible con cualquier hardware), pero consume recursos del sistema y limita el rendimiento. Por ejemplo, Windows Storage Spaces o mdadm en Linux.
La elección depende del presupuesto y necesidades: el hardware es mejor para empresas; el software, para usuarios avanzados o presupuestos ajustados.

13. ¿Por qué el RAID no sustituye a las copias de seguridad?

Respuesta:
El RAID protege contra fallos físicos de discos, pero no contra:

Errores humanos: Borrado accidental o corrupción de archivos se replican en todos los discos.
Malware: Un ransomware cifraría todos los discos del array.
Desastres: Inundaciones, incendios o robos pueden dañar todo el sistema RAID.
Fallos simultáneos: En RAID 5, un segundo fallo durante la reconstrucción destruye los datos.
Las copias de seguridad externas (en la nube, cintas o discos fuera del sitio) son esenciales para una estrategia 3-2-1: 3 copias, en 2 medios diferentes, 1 fuera del sitio. El RAID es solo una capa de protección, no la solución completa.

14. ¿Cómo influye la elección de discos (HDD vs. SSD) en el RAID?

Respuesta:

HDD: En RAID, los HDDs son económicos para grandes capacidades, pero su velocidad mecánica limita el rendimiento. RAID 0 o 10 mitigan esto al paralelizar operaciones. Sin embargo, su mayor tasa de fallos exige mayor redundancia (RAID 6).
SSD: Ofrecen velocidades superiores y menor latencia, ideales para RAID 0 o 5/6. Sin partes móviles, son más confiables, pero su costo por GB es mayor. Además, el wear leveling (desgaste uniforme) de los SSDs puede complicarse en RAID, reduciendo su vida útil en configuraciones con muchas escrituras. Para cargas intensivas, los SSDs en RAID 10 son óptimos, aunque costosos.

15. ¿Qué alternativas modernas al RAID existen hoy?

Respuesta:
Alternativas al RAID incluyen:

Almacenamiento definido por software (SDS): Soluciones como Ceph o GlusterFS distribuyen datos en múltiples nodos, ofreciendo escalabilidad y tolerancia a fallos sin hardware dedicado.
Replicación en la nube: Servicios como AWS S3 o Azure Storage ofrecen redundancia geográfica automática.
Erasure Coding: Técnica usada en sistemas distribuidos (ej., Hadoop) que divide datos en fragmentos con paridad, similar al RAID pero a escala de clúster.
SSD NVMe con protección interna: Algunos SSDs empresariales incluyen redundancia integrada y corrección de errores avanzada.
Estas opciones son más escalables y flexibles que el RAID tradicional, especialmente en entornos cloud o hiperconvergentes, aunque requieren mayor inversión en infraestructura o conocimientos.

Recursos útiles en esta línea de trabajo: Qué es Raid, Niveles RAID Disponibles

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Angel Eulises Ortiz

Consultor en Posicionamiento web y marketing digital, Colaborador en los Foros de Google, empeñado en transmitirle a los lectores la pasión por los temas que tienen que ver con las páginas web. Redactor del blog de HostDime desde el año 2017 y asesor de marketing en la compañía.