RAID 6: cos’è e come funziona

RAID è una tecnologia utilizzata per migliorare le prestazioni, l’efficienza di archiviazione e la tolleranza agli errori.

RAID sta per Redundant Array of Independent Disks e, come suggerisce il nome, questa tecnologia è una combinazione di due o più dischi che funzionano in parallelo per fornire una serie di vantaggi.

Il modo in cui questi dispositivi interagiscono o funzionano tra loro dipende da come sono configurati. Le configurazioni o i livelli RAID sono disponibili in diverse versioni che offrono vantaggi differenti.

Non esiste un livello di RAID migliore in termini assoluti: ciascun individuo o organizzazione deve scegliere il livello RAID che meglio soddisfa i propri obiettivi e le proprie esigenze.

La scelta di un livello RAID è un esercizio di bilanciamento tra molti fattori, tra cui costo, affidabilità, e, naturalmente, prestazioni. Le prestazioni RAID possono essere difficili da comprendere, soprattutto perché livelli RAID differenti utilizzano tecniche diverse e si comportano in modo piuttosto diverso nella pratica.

I livelli RAID più comuni sono RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID 6 e RAID 10. Come accennato in precedenza ciascuno ha i suoi vantaggi e svantaggi ed è più adeguato a determinate tipologie di utilizzo.

Nella maggioranza dei livelli RAID, i dati vengono archiviati in luoghi diversi su più dischi rigidi, aumentando così il tempo medio aggregato tra i guasti (mean time between failures – MTBF) e migliorando la tolleranza agli errori.

Nell’approccio noto come RAID 4, il numero di bit nei blocchi di dati su più dischi viene sommato e il totale viene mantenuto su un disco chiamato disco di parità.

Se un’unità si guasta, il ripristino dei dati è facilitato utilizzando i bit memorizzati sul disco di parità e i bit rimanenti sulle unità sopravvissute. In RAID 5, le informazioni sulla parità vengono archiviate in diagonale su tutti i dischi nel set RAID.

Se una singola unità si guasta, i dati originali vengono calcolati dalle informazioni di parità rimanenti sui dischi sopravvissuti nel set. RAID 6 è spesso sottovalutato e considerato al livello di una mera estensione di RAID 5.

Per quanto entrambi usino strisce di parità, si tratta di sistemi diversi e RAID 6 offre alcuni vantaggi unici soprattutto in termini di sicurezza.

Vedi anche: recupero dati da RAID.

Cos’è RAID 6

RAID 6, noto anche come RAID a doppia parità, è uno dei numerosi schemi RAID che funzionano posizionando i dati su più dischi e consentendo alle operazioni di input/output (I/O) di sovrapporsi in modo equilibrato, al fine di migliorare le prestazioni e la sicurezza. Non tutti i tipi di RAID offrono ridondanza, anche se RAID 6 la contempla.

I dati di parità non sono una semplice copia dei dati già presenti (come avviene, per esempio, con il sistema RAID 10), ma hanno una relazione con i dati archiviati su altri dischi. Vengono generati dal sistema in base ai dati archiviati sugli altri dischi tramite questa formula:

AP = A1 ⊕ A2

AP sta per dati di parità; A1 e A2 stanno rispettivamente per 2 bit di dati; il simbolo “⊕” sta per XOR (OR esclusivo), un operatore matematico.

Quando i dati tra A1 e A2 vengono persi, i dati persi possono essere recuperati utilizzando i dati rimanenti e i dati di parità.

A differenza di RAID 5, RAID 6 utilizza due strisce di parità. La seconda striscia utilizza un algoritmo lievemente differente per creare i dati di parità, definito Galois Field. Questo consente fino a due guasti nei dischi all’interno del set RAID prima che i dati vadano persi.

Come in RAID 5, ci sono molti layout di array di dischi RAID 6 a seconda della direzione in cui vengono scritti i blocchi di dati, la posizione dei blocchi di parità rispetto ai blocchi di dati e altre qualità tecniche.

C’è da notare che maggiore è il numero dei dischi, minore è lo spazio relativo che i dati di parità utilizzano. Se l’array RAID 6 comprende quattro dischi, il numero minimo, solo il 50% di quello spazio è de facto utilizzabile, ma la proporzione di spazio utile aumenta man mano che si aggiungono unità.

Vantaggi e svantaggi di RAID 6

Il grande vantaggio di RAID 6, quando comparato ad altre versioni come RAID 5 è l’alto grado di resistenza agli errori: anche se due dischi falliscono, non ci sono perdite di dati definitive in quanto i dati possono essere ricalcolati partendo dai dati di parità, come abbiamo visto in precedenza.

RAID 5 da’ un livello di protezione minore, tollerando fino al fallimento di un solo disco. Inoltre, per quanto il sistema rallenti, è possibile procedere alla sostituzione del disco o dei dischi rovinati senza spegnere i server, evitando interruzioni del servizio potenzialmente costose.

L’altro sistema per evitare la perdita di dati, oltre ai dati di parità, è il mirroring, ovvero semplicemente il ‘copiare’ le informazioni in più di un disco. RAID 10, per esempio, utilizza questo sistema unendolo allo striping.

Tuttavia il mirroring è una tipologia di failsafing più costosa, in quanto richiede sempre esattamente il doppio delle risorse mentre, come già menzionato, il numero di dischi dedicati ai dati di parità diminuisce come percentuale sul totale all’aumentare dei dischi.

Inoltre, il mirroring non offre necessariamente più protezione: mentre RAID 6 tollera sempre il fallimento di due dischi, RAID 10 può o meno tollerarlo a seconda di quali dischi si tratta.

In RAID 10, se vengono a mancare sia il disco principale sia quello dove i dati sono stati ‘’copiati’’, il sistema avrà una perdita di dati.

Un secondo bonus di RAID 6 è l’alta velocità di lettura delle transazioni. Il sistema di striping dei dati e il numero relativamente basso di dischi utilizzato aiutano a mantenere alta la velocità di lettura.

Dall’altro canto, la velocità di scrittura soffre della necessità del doppio calcolo delle strisce di parità: RAID 6 non è il sistema RAID più rapido a scrivere e non è consigliato per sistemi che hanno necessità di molte operazioni di scrittura, come i database classici che si trovano meglio con sistemi RAID che non utilizzano strisce di parità.

L’ultima nota dolente riguarda la difficoltà di ripristino e manutenzione di un sistema RAID 6. La ricostruzione dell’array dopo un errore disco richiede molto tempo a causa dei tempi di scrittura lenti.

Anche con un array di dimensioni non eccessive, i tempi necessari per la ricostruzione possono arrivare a 24 ore, e diventano molto elevati con array grandi. Inoltre, RAID 6 richiede hardware specializzato: è importante utilizzare un controller appositamente progettato per supportare la gestione della doppia parità.

L’impiego di RAID 6

Come accennato in precedenza, ogni sistema RAID ha il suo uso. RAID 6 dà il meglio di sé in due situazioni molto differenti: nel caso di applicazioni critiche, che mal tollerano la perdita di dati, e nell’archiviazione.

La capacità di RAID 6 di tollerare guasti simultanei senza perdita di dati utente rende RAID 6 una scelta migliore rispetto ad altre tipologie RAID per applicazioni mission-critical, come nei settori sanitario, bancario e della difesa.

Allo stesso tempo, funziona bene per l’archiviazione e il backup e su server di grandi dimensioni in quanto riduce le possibilità di perdita di dati a causa di guasti del doppio disco.

L’archiviazione in particolare è una situazione in cui RAID 6 è molto adatto considerata la scarsa importanza di ulteriori scritture e l’importanza della conservazione dei dati.

È la scelta migliore per le applicazioni critiche che richiedono un’elevata disponibilità, come i portali del servizio clienti online, grazie alla sua elevata tolleranza ai guasti.

È anche consigliato utilizzare RAID 6 per server web standard dato che in queste applicazioni sono presenti più transazioni in lettura che in scrittura, ma sconsigliato per applicazioni pesanti basate sulla scrittura come i server di database.