RAID de hardware frente a RAID de software: comprensión, comparación de los controladores RAID y sus aplicaciones

Hasta ahora, en nuestra serie RAID, hemos profundizado en lo que es RAID y lo hemos definido como una matriz redundante de discos independientes o una serie de discos duros conectados entre sí para almacenar datos de una manera específica.Además, cubrimos los diferentes niveles de RAID, lo que significan, para qué se usan y sus ventajas y desventajas.

Ahora que tenemos toda esta información, solo necesitamos responder una pregunta: ¿cómo funciona todo esto?

La respuesta es un controlador RAID, un dispositivo o programa que le dice a la computadora qué hacer con los datos que recibe y dónde almacenarlos.El controlador RAID es el verdadero cerebro de la matriz RAID y puede tomar la forma de un controlador RAID de hardware o un controlador RAID de software.En este artículo, aprenderemos sobre los controladores de RAID suave frente a RAID duro, y cuándo usar qué opción.

¿Qué es RAID duro?

Una solución RAID de hardware es un sistema de procesamiento dedicado que contiene su propio procesador y memoria para ejecutar la matriz RAID.En esta implementación, todos los discos duros están conectados a un controlador RAID, que controlará y admitirá físicamente su configuración RAID.El trabajo de un controlador RAID de hardware es administrar sus discos duros y presentarlos a su computadora host como una o más unidades lógicas.

Con RAID de hardware, su controlador puede ser una tarjeta física independiente basada en una tarjeta, o puede ser un ROC, que significa tecnología "RAID on Chip", que es hardware integrado que viene con su propia placa base.En algunos casos, el controlador RAID de hardware se configurará como un pequeño sistema informático separado dedicado a su aplicación RAID, descargando todas las tareas de la computadora host.

Tarjeta controladora RAID de hardware discreta

Esta implementación del controlador RAID es una tarjeta de expansión con un procesador RAID incorporado, a veces denominado procesador de E/S.También contiene su propia interfaz de disco duro (controlador de E/S).

La mayoría de las veces se conecta a la ranura PCIe o PCI-X de la placa base, y toda la funcionalidad RAID es completamente independiente de su host.

Funciona mediante la descarga completa de todas las tareas a los subsistemas de almacenamiento redundantes para que, incluso durante las fallas de las unidades, el rendimiento del sistema host no se vea afectado.

Ventajas de las tarjetas RAID de hardware físico separadas:

• • Hay varias interfaces de E/S en una tarjeta física.Esto le permite expandir la matriz para aumentar la capacidad agregando tantos discos duros como necesite.
  • El sistema host no se ve afectado.Tener varias matrices RAID no afecta el rendimiento del sistema host.Puede migrar matrices RAID únicas o múltiples a otros sistemas operativos o sistemas host sin impacto, según sea necesario.

 

• Las aplicaciones RAID son independientes del sistema host.Cuando el sistema falla, la integridad de los datos permanece intacta.
• Prevenir cortes de energía.Se realiza un seguimiento de las escrituras en curso, lo que mantiene los datos seguros en caso de un corte de energía.
• Protección de virus.Las matrices RAID de hardware son independientes del sistema host, lo que las hace menos vulnerables a los ataques de virus.
• Proporciona un excelente rendimiento.RAID de hardware descarga todas las tareas RAID del host, lo que proporciona un mejor rendimiento del sistema host.
• Equipado con interfaz gráfica de usuario y software dedicados.Hace que la configuración y el mantenimiento de las matrices RAID sean muy fáciles.
• Se puede migrar y reemplazar según sea necesario.Su tarjeta física puede insertarse en cualquier sistema, reemplazarse o actualizarse según sea necesario.
• Se admite la funcionalidad RAID avanzada.Como la migración a nivel de matriz, la expansión de la capacidad en línea, el intercambio en caliente del disco, etc.
• Con caché de controlador.Los tiempos de acceso aumentan a medida que la memoria se almacena en caché.

discretoDesventajas de las tarjetas RAID de hardware físico:

• caro.En comparación con otras soluciones RAID, es mucho más costosa porque los usuarios finales deben comprar procesadores de E/S y unidades de memoria adicionales para expandirse.Además de eso, también tienes que comprar una tarjeta física.

Tecnología RAID de hardware Raid-on-Chip (RoC)

Esta implementación se proporciona como un chip integrado en la placa base y generalmente contiene un procesador RAID, un controlador de memoria, una interfaz de host, una interfaz de E/S para conexiones de disco duro y memoria.

Ventajas de la tecnología Raid-on-Chip de hardware:

• Protegido en el arranque/inicio.La matriz protege los datos durante y durante el inicio, eliminando cualquier error.
• RAID es independiente del host.Esto protege los datos de fallas del sistema.
• No afectado por virus.La matriz es independiente del sistema host, lo que la hace menos vulnerable a los virus.
• El impacto del sistema es pequeño.Descargue tareas del host para que esta configuración funcione para RAID 5 y 6.
• Caché en el controlador.Los tiempos de acceso aumentan a medida que la memoria se almacena en caché.
• Se admite la funcionalidad RAID avanzada.Como la migración a nivel de matriz, la expansión de la capacidad en línea, el intercambio en caliente del disco, etc.
• Equipado con interfaz gráfica de usuario y software dedicados.Hace que la configuración y el mantenimiento de las matrices RAID sean muy fáciles.

Incursión de hardware Desventajas de la tecnología -on-Chip:

• Costo moderado.El uso de menos componentes físicos que un controlador físico estándar reduce el costo, pero sigue siendo más costoso que el software RAID.
• Baja flexibilidad.La migración a otros sistemas no es posible sin una solución RoC similar.

que es軟¿REDADA?

Cuando una matriz RAID está conectada a una computadora sin un controlador físico, la computadora necesita instrucciones sobre cómo operarla y usarla.Esto se hace a través de un programa llamado controlador RAID de software, que utiliza la CPU de la computadora para dirigir la información.Puede implementar RAID de software como una aplicación de software puro que se ejecuta en el sistema operativo, o puede utilizar una solución RAID de software asistida por hardware.

Aplicación de software RAID puro

La solución utiliza aplicaciones que se ejecutan en el mainframe, sin necesidad de hardware.Utiliza un disco duro que se conecta directamente a un sistema informático a través de una interfaz de E/S integrada o un adaptador de bus de host sin procesador.Después de cargar el software, RAID se activará.Por lo general, se integra directamente en el sistema operativo sin costo adicional para el usuario final.

Ventajas de utilizar una aplicación de software RAID puro:

• • Integrado en el sistema operativo.No hay costo adicional para tener la funcionalidad RAID de software cuando se implementa usando RAID de software del sistema operativo.

 

• Altamente flexible.Especialmente cuando se usa en servidores grandes, el software RAID puro se puede adaptar para adaptarse a una variedad de situaciones.

Desventajas de usar aplicaciones RAID de software puro:

• Los datos no están protegidos contra fallas de arranque.La computadora no reconocerá ningún dato corrupto que ocurra durante el inicio y lo dejará inoperable hasta que se inicie el programa RAID.
• Carga extra en el sistema.Cuantos más recursos requiera una matriz, mayor será su impacto en el rendimiento del sistema.Las configuraciones RAID 5 más complejas serán más laboriosas que las matrices RAID 0, 1 o 2.
• Vulnerable a los virus.Ejecutarse dentro del sistema operativo significa que los virus pueden afectar el rendimiento de la matriz además del sistema.
• Integridad de datos afectada por caídas del sistema.Cualquier problema de hardware o software que encuentre el sistema puede afectar los datos del arreglo.
• Migración limitada del sistema operativo.Si necesita cambiar su sistema o actualizar su sistema operativo, no podrá hacerlo si el nuevo sistema operativo no es compatible con la funcionalidad RAID.
• No hay caché de reescritura.No se puede agregar una batería a un RAID de software si el RAID de hardware puede funcionar en modo de "reescritura" utilizando la batería.Esto significa que pierde esa capa adicional de protección.

RAID de software asistido por hardware

La solución es un modelo híbrido que utiliza software y hardware adicional para superar las debilidades del RAID de software de sistema operativo puro, como la falta de protección de arranque.Funciona mediante el BIOS RAID integrado en la placa base, que protege el arranque del sistema host para que cualquier corrupción de datos no deje el sistema inoperable.Por lo general, viene con numerosos controladores para múltiples sistemas operativos, lo que mejora la compatibilidad.

Ventajas de usar RAID de software asistido por hardware:

• • Los costos de implementación son moderados.Todo lo que necesita es una tarjeta adicional o un flash adicional para implementar RAID de software asistido por hardware.Si ejecuta una configuración RAID 5, hay un cargo adicional por los aceleradores de hardware.

 

• Si la unidad de arranque falla, los datos estarán protegidos.Si su unidad de arranque encuentra un error o falla por completo, no afectará negativamente la disponibilidad de los datos.
• Fácil de configurar.Las matrices RAID son fáciles de mantener y configurar si las ejecuta mediante una interfaz gráfica de usuario dedicada con el software del sistema operativo.

Desventajas de usar RAID de software asistido por hardware:

• • Carga extra en el sistema.Cuantos más recursos requiera una matriz, mayor será su impacto en el rendimiento del sistema.Esta implementación se aplica a las configuraciones RAID 0, 1 y 10.
  • Vulnerable a los virus.Se ejecuta directamente en el sistema host, por lo que si el sistema se infecta, RAID también está bien.
  • Un bloqueo del sistema puede comprometer la integridad de los datos.La integridad y la consistencia de los datos se ven afectadas por fallas del sistema.
  • Con migraciones limitadas.Con esta implementación de RAID, el controlador depende del sistema operativo y los controladores asociados.No podrá migrar sin los controladores adecuados.Por ejemplo, si actualiza su sistema operativo, es posible que necesite controladores actualizados para que funcione el controlador de matriz RAID.

 

• No hay caché de reescritura.Solo tiene modo de escritura directa, no tiene modo de escritura diferida.Sin el modo de reescritura, se pierde mucho rendimiento de escritura.No puede agregar baterías al software de asistencia de hardware, por lo que no obtiene esta capa de protección.

Comparación de las diferencias entre RAID de hardware y RAID de software

Ahora que hemos visto los pros y los contras de las implementaciones de RAID de hardware versus RAID de software, echemos un vistazo a cómo los dos compiten entre sí en términos de rendimiento, compatibilidad, asequibilidad y flexibilidad.

	RAID de hardware	RAID de software
Expresión	Funciona bien/comparable al RAID de software de nivel RAID básico. Supera el software RAID en todas las configuraciones RAID complejas. Los datos reflejados se pueden reconstruir más rápido. Algunas configuraciones de RAID pueden funcionar de manera inconsistente cuando se utilizan matrices de almacenamiento flash.	Funciona bien para los niveles básicos de RAID. Los niveles de RAID complejos afectan gravemente al rendimiento, lo que los hace inadecuados.
Configuración de nivel RAID	Tiene un chasis de hardware con soporte integrado para todos los niveles básicos de RAID. Se pueden admitir todos los niveles de RAID complejos, pero requiere gabinetes de hardware adicionales y más discos duros.	Se admiten los niveles básicos de RAID. Si necesita RAID 3 o RAID 5, se requiere software adicional.
Compatibilidad del sistema operativo	Más configuraciones RAID para elegir, incluidas opciones híbridas. Compatible con Windows y MAC.	Específico para el sistema operativo en uso.No se puede compartir entre sistemas operativos. Algunos sistemas operativos solo admiten ciertos niveles de RAID.
asequibilidad	Más caro de configurar.	El costo de entrada es muy bajo.
flexibilidad	Todos los discos duros funcionan como un solo disco según el sistema operativo host. Cada gabinete/arreglo de disco duro se puede mover entre sistemas operativos o computadoras.	Proporciona más flexibilidad en la configuración de cada unidad en su gabinete.

Habiendo dicho eso, ¿qué puede esperar de las diferentes implementaciones de RAID basadas en sus respectivos controladores?

característica	RAID de hardware	RAID de software	RAID de software asistido por hardware
¿Protección de datos de arranque?	Correcto.	No haga.	Correcto.
¿Caché de reescritura?	Correcto.	No haga.	No haga.
¿Protección contra fallas de energía?	Correcto.	No haga.	No haga.
¿Independiente del sistema operativo anfitrión?	Correcto.	No haga.	No haga.
susceptible a los virus?	No haga.	Correcto.	Correcto.
¿Configuración durante el arranque?	Correcto.	No haga.	Correcto.
¿Migración del sistema operativo?	Correcto.	No haga.	limitado.

¿Cuáles son los casos de uso típicos de RAID por hardware frente a RAID por software?

Ahora que entendemos las principales diferencias entre el hardware RAID y el software RAID, profundicemos en algunos escenarios de servidor típicos donde verá estos controladores RAID en acción.

Soluciones RAID de hardware

Estos tipos de soluciones ofrecen la mayor funcionalidad y proporcionan el mejor rendimiento.Los escenarios reales incluyen:

• Servidores o estaciones de trabajo de alto rendimiento que requieren un amplio almacenamiento de datos.
• Servidores empresariales que requieren rendimiento, escalabilidad, flexibilidad y compatibilidad con múltiples sistemas operativos.

Solución RAID solo de software

Estos tipos de soluciones son ideales para arreglos RAID que necesitan funcionar bien en términos de rendimiento y disponibilidad de datos (piense en configuraciones RAID 0 y RAID 1).Es importante tener en cuenta que para una solución RAID de software puro, no se puede usar directamente en la unidad de arranque, ya que requiere que el sistema operativo esté activo para funcionar.Los escenarios reales incluyen:

• Estaciones de trabajo o servidores sin grandes requisitos de almacenamiento de datos.
• No es necesario iniciar el servidor protegido.

Solución híbrida

Son similares a las soluciones RAID de software puro, pero son sensibles al costo y tienen requisitos de arranque.Los escenarios reales incluyen:

• Servidor básico sin grandes requisitos de almacenamiento de datos.
• En el caso de usar almacenamiento en red.

¿Cuál debería elegir, hardware o software RAID?

En términos generales, el RAID por hardware le brindará más ventajas que el RAID por software, especialmente si desea implementar configuraciones RAID complejas o modelos mixtos.La consideración principal es el precio que está dispuesto a pagar por un controlador RAID.

Comparación de niveles de RAID

Ahora que puede elegir el controlador RAID ideal para su sistema, es hora de elegir el nivel de RAID correcto para usar.Hemos creado varias comparaciones detalladas para facilitar la decisión:

• RAID 0 y RAID 1
• RAID 1 y RAID 5
• RAID 5 y RAID 6
• RAID 5 y RAID 10