Tipos de RAID para servidores NAS: Características y diferencias

Para configurar un RAID en un servidor NAS hay diferentes elementos que hay conocer, desde los tipos más comunes hasta el tipo que es preferible escoger para cada caso doméstico. De esta manera, uno se puede decantar de una manera más sencilla entre uno u otro. Lo que hay que tener en cuenta es que hay varios puntos en los que fijarse. Por ello, en RedesZone te explicaremos con detalle cada uno de estos aspectos y muchos otros. Un aspecto muy importante, es que un RAID no es un backup o copia de seguridad, no nos protegerá frente a un ataque de ransomware, borrado accidental, robo, incendio o corrupción de datos. Solamente nos protegerá si uno de los discos duros se rompe.

Qué tipo de RAID debo elegir para mi NAS doméstico

Los servidores NAS domésticos suelen tener normalmente entre 2 bahías para alojar discos duros y 6 bahías para alojar discos duros, dependiendo del número de discos duros que compremos y nuestras necesidades, podremos elegir entre unos tipos de RAID u otros. Para un NAS de 2 bahías, lo más recomendable suele ser RAID 1, ya que mantiene una copia de los datos en cada disco y permite seguir funcionando si falla una unidad. En un NAS de 3 o 4 bahías, RAID 5 ofrece el mejor equilibrio entre capacidad útil, rendimiento y seguridad, siempre que tengas una copia de seguridad externa (recuerda que un RAID no es una copia de seguridad). Si el NAS guarda datos críticos, usa discos de mucha capacidad o quieres reducir el riesgo durante una reconstrucción, RAID 6 es una opción más segura porque tolera el fallo de dos discos. RAID 10 es recomendable cuando necesitas más rendimiento en lectura y escritura, aunque sacrifica el 50% de la capacidad. RAID 0 no debe usarse para datos importantes, porque si falla un solo disco se pierde todo el volumen.

A continuación, os vamos a indicar qué tipos de RAID vamos a poder configurar dependiendo del número de discos duros que podamos introducir en nuestro servidor NAS.

• 2 discos: JBOD, RAID 0 y RAID 1.
• 3 discos: JBOD (dos discos), RAID 0 (dos discos), RAID 1 (dos discos) y RAID 5 (mínimo 3 discos).
• 4 discos: JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 (mínimo 4 discos), RAID 10 (mínimo 4 discos).
• 5 discos: JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5 , RAID 6, RAID 10.
• 6 discos: JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5 , RAID 6, RAID 10, RAID 50 (mínimo 6 discos)

Tal y como habéis visto, dependiendo del número de bahías, la capacidad que queramos tener, y la tolerancia a fallos, deberemos elegir un tipo de RAID u otro.

Desde RedesZone, nuestra recomendación a la hora de recomendar un RAID en un servidor NAS, es la siguiente:

• NAS de 2 bahías: elige RAID 1 si quieres proteger fotos, documentos, copias del móvil o archivos importantes. Evita configurar JBOD o RAID 0 salvo que solo uses el NAS como almacenamiento temporal.
• NAS de 3 bahías: RAID 5 suele ser la opción más equilibrada, tienes buena velocidad de lectura, y ganas tolerancia de fallo ante un disco, aunque pierdes la capacidad de un disco.
• NAS de 4 bahías: RAID 5 si priorizas capacidad frente a redundancia, elige RAID 6 si los datos son importantes o los discos son de mucha capacidad, porque te permitirá que se rompan hasta 2 unidades. Elige solamente RAID 10 si necesitas más rendimiento en escritura y no te importa perder el 50% del espacio.
• NAS de 6 bahías o más: RAID 6 suele ser más recomendable que RAID 5 si los discos son grandes. Otra opción es elegir RAID 10 o RAID 50/60 en entornos más profesionales.

Como podéis ver, dependiendo del número de bahías, tendremos que elegir entre unos RAID u otros.

Los RAID más utilizados

Los tipos de RAID más utilizados en la actualidad en los servidores, son el RAID 1, RAID 5, RAID 6 y RAID 10. Para conocer entender un poco mejor los datos que vamos a ver a continuación, vamos a ver un par de términos que nos pueden ayudar.

• Datos de paridad: Estos se van a distribuir en todos los discos físicos del sistema. Por lo cual, si un disco falla, es posible hacer un reconstrucción desde la paridad y los datos de otros discos. Estos están presentes en las RAID 5, 6, 50 y 60.
• Modo Degradado: Esto ocurre cuando uno de los discos instalados se vuelve corrupto, o ilegible.  Este será necesario extraerlo del RAID, pero sus datos serán almacenados en los demás dispositivos de almacenamiento del servidor.

En mi experiencia gestionando servidores NAS de QNAP y usando también el sistema operativo de TrueNAS, el modo degradado es el momento de mayor riesgo de pérdida de datos. Hay que tener presente que, durante la reconstrucción de un RAID 5 con discos de 12TB, el volumen está sometido a un estrés de lectura intensivo durante más de 24 horas, dependiendo del tamaño de los discos y su velocidad, este tiempo será mayor o menor. Si un segundo disco falla mientras se está reconstruyendo el RAID, tendrás una pérdida total de datos. Por eso, siempre recomiendamos configurar alertas SMART y tener un disco de reserva en caliente (Hot Spare) configurado, para iniciar la reconstrucción del RAID lo antes posible.

HotSwap o cambio en caliente

Una vez que conocemos los términos anteriores, vamos a hablar del Hot Swap. Pues cuando instalamos un servidor NAS, y mas si es a gran escala, una buena función sería el tener la posibilidad de realizar un cambio de disco averiado por uno nuevo, sin que suponga una parada del sistema. Acto seguido, se procederá con la reconstrucción de los datos que ese disco extraído contenía.

Esto puede ser configurado de dos formas:

• Disco de reserva ya cargado. Aquí contaremos con un dispositivo de almacenamiento ya instalado en el NAS que no se estará utilizando. Por lo cual, si uno de los discos principales falla, automáticamente se realiza la reconstrucción de los datos en el disco de reserva. En este caso, se procedería a cambiar el averiado por uno nuevo, sin mayor preocupación.
• Sin el disco de reserva cargado. Aquí es donde cobra importancia la sustitución en caliente. Si bien es una opción bastante arriesgada, sobre todo si se trata de un servidor de tamaño medio o pequeño, no deja de ser la más eficaz, y que no va a requerir parar el servidor. Pero para poder realizar esto, es necesario que el propio dispositivo que contiene los discos, permita hacerlo.

Controladora RAID por Hardware

Este es un dispositivo que nos permitirá conectar los discos duros a una controladora hardware, lo cual ofrece algunas ventajas contra las software. Estas están más orientadas a entornos profesionales, ya que nivel doméstico no solo suponen un gasto mayor, sino a nivel de configuración, ya que es más cómodo utilizar el software que incorporan los servidores NAS.

Estos dispositivos tienen algunas ventajas. En general son más fiables que las de software, ya que son más independientes. Por otro lado, ofrecen un mejor rendimiento, que notaremos sobre todo en RAID 5 y 6, donde se realizan operaciones de paridad, lo cual conlleva un mayor consumo de recursos.

Por la contra, puede haber ciertas incompatibilidades del hardware con la placa base del sistema o que directamente los drivers no sean los más apropiados. Por eso es recomendable que el hardware que usemos, sea del mismo fabricante.

RAID por software vs por hardware

Otro detalle importante que hay que tener en cuenta es el hecho de que un sistema RAID puede estar controlado por hardware, como veíamos anteriormente, o por software. Un detalle que hay que conocer en estos casos, y todo porque existe una diferencia importante en cuanto a funcionamiento y rendimiento. Está claro que el RAID por hardware ya tienes más claras sus ventajas y posibles incompatibilidades, por lo que toca conocer al detalle los RAID por software:

• Uno de los primeros puntos es que los discos se conectan a la placa o controladora. Por lo tanto, es el sistema operativo y el procesador los que se encargan de realizar las operaciones que son necesarias para llegar a controlar el RAID y los discos.
• Entre las ventajas de esta opción en particular se puede encontrar que se puede ampliar la cantidad de discos fácilmente en cualquier momento. Aunque hay una limitación: todo lo que permita la placa base. Por otro lado, también hay que señalar que es más fácil de configurar.
• Aunque, como todo, cuenta con una serie de contras. Por ejemplo, para los RAID que necesiten más recursos, lo cierto es que se notará que el rendimiento del sistema es peor que antes. Y no solo esto, en caso de que se degrade el RAID, resulta mucho más complejo llegar a recuperarlo, por lo que es más probable que se pueda perder información de este.

¿Para qué sirve un RAID en mi servidor NAS?

Los servidores NAS suelen tener 2 bahías para alojar discos duros o más, lógicamente también son compatibles con unidades SSD, pero en esencia es lo mismo, discos de almacenamiento. La configuración más sencilla que podemos hacer en nuestro NAS es no configurar ningún tipo de RAID, es decir, podremos configurar los discos como «Simples» para que actúen de forma completamente independiente, sin embargo, te estás perdiendo todas las ventajas de tener un RAID.

Si configuramos el almacenamiento de nuestro NAS con diferentes tipos de RAID que ahora os vamos a explicar, podremos tener una mayor integridad de los datos, para evitar pérdida de datos en caso de fallo de uno o varios de los discos duros o SSD. También tendremos tolerancia a fallos, aunque un disco duro se rompa no hay problema porque el sistema podrá seguir funcionando correctamente, aunque lógicamente es recomendable cambiar este disco o SSD roto por uno nuevo cuanto antes, para regenerar la información y que el sistema operativo no nos marque que el RAID está degradado. En caso de estar mucho tiempo con un disco roto, es posible que otro disco se rompa, entonces podríamos tener pérdida de datos, por lo que es muy importante cambiar el disco duro roto cuanto antes. Los RAID también nos ofrecen una mayor tasa de transferencia, ya sea en lectura de datos, en escritura de datos, o en lectura y escritura, dependiendo del tipo de RAID utilizado tendremos unas características u otras. Por último, un RAID nos proporciona una mayor capacidad, podremos «juntar» varios discos como si fuera uno solo, y disponer de todo el almacenamiento a la vez que mejoraremos el rendimiento global.

Un aspecto muy importante que nos permite hacer el sistema operativo con los RAID, es reservar un disco duro que está en «standby» para activarlo justo cuando falla un disco duro que pertenece al RAID, este disco de reserva está diseñado para usarse inmediatamente después de un fallo, con el objetivo de reducir la superficie de exposición a otro fallo catastrófico de un disco duro más, y también para volver cuanto antes a tener el RAID en perfectas condiciones.

Cuando configuramos varios discos en un RAID, el sistema operativo verá una sola unidad lógica, en servidores NAS como QNAP a esto se le llama conjunto de almacenamiento, y dentro de un conjunto de almacenamiento (del RAID) podremos crear los volúmenes o dataset, dependiendo de si usamos sistema de archivos EXT4 o ZFS. En los RAID generalmente se utilizan discos duros o SSD con la misma capacidad, si no usamos la misma capacidad, es posible que estemos desperdiciando capacidad. En todos los ejemplos que os pondremos más adelante suponemos que todos los discos tienen exactamente la misma capacidad.

Los RAID son muy comunes a la hora de montar un servidor en una empresa o un NAS doméstico, y existen diferentes tipos de RAID diferentes, cada uno con unas características propias según la finalidad que busquemos y el número de discos que vayamos a utilizar, por eso es interesante verlos todos, ya que puede que alguno de ellos tenga algo que nos sirva más que otro, y, por tanto, esté mal configurado, o al menos pudiera estar mejor.

Tipos de RAID más comunes

Actualmente disponemos de muchos tipos de RAID que podemos configurar en los servidores. Dependiendo del tipo de RAID, necesitaremos un número mínimo de discos duros para funcionar y un número de discos duros como máximo, además, también tendremos diferentes características respecto al número de discos duros que permite que se puedan romper sin pérdida de datos, velocidad de lectura y escritura, y mucho más. Para los ejemplos de capacidad teórica y real utilizaremos ejemplos con discos duros de 4TB de capacidad cada uno.

JBOD

JBOD (Just a Bunch of Disks) no es un tipo de RAID como tal, suele ser una de las configuraciones que nos aparece a la hora de configurar los discos duros en un servidor o en un NAS. Este tipo de «RAID» configura los discos para que cada uno funcione de manera independiente como si se trataran de discos duros conectados de manera individual al ordenador, la principal característica es que nos aparecerá en el sistema operativo como si fuera un único disco, por tanto, si tenemos dos discos de 4TB en JBOD, veremos que disponemos de un disco de 8TB de capacidad.

En JBOD, el 100% del disco de cada unidad está disponible, y si falla uno de los discos duros perdemos la información guardada en él, pero no la de los demás discos duros. En este tipo de RAID no tenemos ni redundancia de los datos ni las mejoras de velocidad que nos ofrecen otros tipos de RAID. A continuación, tenéis un resumen de la capacidad, rendimiento en lectura y escritura como máximo, y la integridad de los datos frente a la rotura de uno o varios discos.

• Capacidad: si tenemos dos discos duros de 4TB cada uno, la capacidad de un JBOD será de 8TB en total.
• Rendimiento de lectura: la velocidad es la de un disco simple, no se ve mejorada la velocidad de lectura.
• Rendimiento de escritura: la velocidad es la de un disco simple, no se ve mejorada la velocidad de escritura.
• Integridad de los datos: la rotura de un disco conlleva la pérdida de información contenida únicamente en ese disco, y no en todo el JBOD.

Tal y como habéis visto, en determinadas circunstancias es posible que te interese configurar un JBOD, pero no es lo más normal teniendo los RAID 0 o RAID 1 que veremos próximamente.

RAID 0

RAID 0 o también conocido como «data stripping» es uno de los tipos más básicos de RAID, tanto que muchos usuarios ni siquiera lo consideran un tipo como tal. En esta configuración todos los discos duros funcionan como un único volumen, y su espacio total es la suma del espacio de todos los discos duros, lo que se hace es que todos los datos se distribuyen de forma equitativa en los dos discos duros miembros del RAID, no hay información de paridad de ningún tipo.

A diferencia de en JBOD, esta configuración ofrece una mejora de velocidad ya que escribe los datos de manera simultánea en los dos discos (concretamente, el doble de velocidad de lectura y escritura) pero no ofrece ninguna tolerancia a fallos; si se estropea un disco duro perdemos toda la información de todos los discos.

A continuación, tenéis un resumen de la capacidad, rendimiento en lectura y escritura como máximo, y la integridad de los datos frente a la rotura de uno o varios discos.

• Capacidad: si tenemos dos discos duros de 4TB cada uno, la capacidad de un RAID 0 será de 8TB en total.
• Rendimiento de lectura: la velocidad de lectura es el doble que la de un disco simple, mejora x2.
• Rendimiento de escritura: la velocidad de escritura es el doble que la de un disco simple, mejora x2.
• Integridad de los datos: la rotura de un disco conlleva la pérdida de toda la información del RAID completo.

En el caso de utilizar el sistema de archivos ZFS, el tipo de RAID equivalente se le llama STRIPE, en este tipo de RAID tenemos exactamente las mismas características que el RAID 0, pero podremos configurar más de 2 discos duros en STRIPE, aumentando tanto la capacidad y la velocidad de lectura y escritura, en este caso, el fallo de un disco provoca la pérdida de toda la información.

Tal y como habéis visto, en determinadas circunstancias es posible que te interese configurar un RAID 0 o STRIPE, sobre todo si quieres tener el mejor rendimiento posible. Aunque, antes de nada, hay que tener en cuenta que no duplican la información, por lo que si se llega a dar un fallo en una de sus diferentes unidades puede provocar una péridda de datos. De ahí que sea clave no usar este tipo de RADIO para datos que sean considerados como críticos.

Si utilizas tu NAS como servidor Plex, por ejemplo, es decir, un Netflix casero, puede que te interese tener este tipo de RAID para tener todas las películas y series en un mismo volumen, y que sea más sencillo de configurar y acceder, sin embargo, como decíamos, tiene otros riesgos, y es que si alguna de las unidades fallan, perderemos todo, y seguro que te ha llevado mucho tiempo conseguir esa biblioteca como para quedarse sin nada.

RAID 1

RAID 1 o «data mirroring» es uno de los tipos de RAID más utilizados para quienes buscan duplicidad de los datos para estar seguros de que los datos nunca se pierden. En este tipo de RAID, los datos se duplican en los discos duros como si fuese un espejo. De esta manera, aunque no tenemos mejora de rendimiento en las velocidades de escritura, la velocidad de lectura sí es el doble, dado que los datos se leen a la vez desde las dos unidades. Además, tenemos una seguridad absoluta de manera que, si falla uno de los discos duros, los datos siguen intactos en el segundo y, al reemplazar el dañado, los datos volverán a duplicarse.

A diferencia de en RAID 0, esta configuración ofrece una mejora en la integridad de los datos, porque si un disco se rompe la información seguirá a salvo en el otro disco. Además, tenemos el doble de velocidad de lectura, aunque no el doble de escritura, ofrece tolerancia a fallos.

A continuación, tenéis un resumen de la capacidad, rendimiento en lectura y escritura como máximo, y la integridad de los datos frente a la rotura de uno o varios discos.

• Capacidad: si tenemos dos discos duros de 4TB cada uno, la capacidad de un RAID 1 será de 4TB en total.
• Rendimiento de lectura: la velocidad de lectura es el doble que la de un disco simple, mejora x2.
• Rendimiento de escritura: la velocidad de escritura es como si fuera un disco simple.
• Integridad de los datos: la rotura de un disco no conlleva la pérdida de información del RAID completo.

En el caso de utilizar el sistema de archivos ZFS, el tipo de RAID equivalente se le llama MIRROR, en este tipo de RAID tenemos exactamente las mismas características que el RAID 1, pero podremos configurar más de 2 discos duros en MIRROR. La capacidad será la de un disco duro, pero aumentaremos la posibilidad de que uno o más discos duros se rompan. Imaginemos que tenemos 5 discos duros de 4TB de capacidad en MIRROR, la capacidad es de 4TB, pero se podrían romper hasta 4 de los 5 discos que la información seguiría intacta en el disco restante.

Por tanto, si no tienes problemas para adquirir más de un disco, y tampoco necesitas un almacenamiento enorme, puede ser la mejor manera de estar seguro. Eso sí, piensa que siempre tendrás la mitad de espacio, por lo que cuenta con que solo será 1 disco el que te marque la capacidad real de tu NAS. Ahora bien, debido a que cada dato se llega a guardar dos veces en diferentes unidades, lo cierto es que el coste de almacenamiento puede aumentar. Además de que la capacidad de almacenamiento llega a ser limitada por la unidad que cuente con menor capacidad.

RAID 1 o MIRROR nos permite proteger los datos, aunque si tienes más de dos discos, es posible que te interese configurar un RAID 5 o RAID 6 que veremos ahora.

RAID 5

En el RAID 5, la información se distribuye a lo largo de todos los discos duros, aunque se reserva dicho espacio (el tamaño de una de las unidades) para paridad. Esta paridad, además, se reparte entre todos los discos duros. Este tipo de RAID ya es más utilizado en entornos empresariales que en entornos domésticos, aunque si tenemos un NAS con 3 o más discos duros podemos elegirlo para tener una gran ganancia de velocidad de lectura, además de, gracias a la paridad de los datos, poder recuperar toda la información si uno de los discos duros falla. Si fallan dos perdemos absolutamente toda la información de todo el RAID.

El espacio total de un RAID 5 es el espacio de todos los discos duros menos 1, es decir, si vamos a usar 4 discos duros de 4 TB el espacio total será de 12 TB. La mejora de velocidad de lectura es también X-1 veces el número de discos usados. En el ejemplo anterior, por ejemplo, sería de 3 veces más.

A continuación, tenéis un resumen de la capacidad, rendimiento en lectura y escritura como máximo, y la integridad de los datos frente a la rotura de uno o varios discos.

• Capacidad: si tenemos cuatro discos duros de 4TB cada uno, la capacidad de un RAID 5 será de 12TB en total. La capacidad es X-1 número de discos, si tenemos en cuenta que todos los discos son iguales.
• Rendimiento de lectura: la velocidad de lectura es el X-1 veces el número de discos utilizados.
• Rendimiento de escritura: la velocidad de escritura es más lenta que la lectura por el cálculo de la paridad.
• Integridad de los datos: la rotura de un disco no conlleva la pérdida de información del RAID completo, si más de un disco se rompe entonces perdemos toda la información.

En el caso de utilizar el sistema de archivos ZFS, el tipo de RAID equivalente se le llama RAID-Z1, en este tipo de RAID tenemos exactamente las mismas características que el RAID 5. No obstante, el rendimiento de escritura que ofrece en sí este tipo de RAID es menor que otras configuraciones, además de que el fallo de dos unidades puede provocar la pérdida de los datos.

RAID 5 o RAID-Z1 si usas ZFS, nos permite proteger los datos con paridad para mitigar el fallo de un disco, además, aumentaremos la velocidad de lectura dependiendo del número de discos utilizados, pero no tenemos ganancia en la escritura.

RAID 6

Prácticamente igual que el RAID 5, pero añade un segundo nivel de paridad, lo que nos permite que fallen hasta dos discos duros del RAID y poder sustituirlos. Este tipo de RAID se utilizan si queremos una mayor protección de los datos, ya que nos permitirá recuperar todo si se rompen dos unidades. Si fallan 3, entonces toda la información del RAID se pierde, esto debemos tenerlo muy en cuenta al crear un RAID de este tipo.

A cambio de esta doble paridad incluida en el RAID 6, se pierde el espacio total de dos de los cuatro discos duros. Por ejemplo, en una configuración de 4 discos duros de 4 TB, el espacio total que tendríamos es de 8 TB, con el doble de velocidad de lectura. El espacio total de un RAID 6 es el espacio de todos los discos duros menos 2. La mejora de velocidad de lectura es también X-1 veces el número de discos usados. En el ejemplo anterior, por ejemplo, sería de 3 veces más.

A continuación, tenéis un resumen de la capacidad, rendimiento en lectura y escritura como máximo, y la integridad de los datos frente a la rotura de uno o varios discos.

• Capacidad: si tenemos cuatro discos duros de 4TB cada uno, la capacidad de un RAID 6 será de 8TB en total. La capacidad es X-2 número de discos, si tenemos en cuenta que todos los discos son iguales.
• Rendimiento de lectura: la velocidad de lectura es de hasta X-2 veces el número de discos utilizados, pero depende de la potencia del NAS.
• Rendimiento de escritura: la velocidad de escritura es como si fuera un disco simple.
• Integridad de los datos: la rotura de dos discos no conlleva la pérdida de información del RAID completo, si más de dos discos se rompe entonces perdemos toda la información.

En el caso de utilizar el sistema de archivos ZFS, el tipo de RAID equivalente se le llama RAID-Z2, en este tipo de RAID tenemos exactamente las mismas características que el RAID 6.

RAID 6 o RAID-Z2 si usas ZFS, nos permite proteger los datos con doble paridad para mitigar el fallo de dos discos, además, aumentaremos la velocidad de lectura (en menor medida que el RAID 5), pero también perderemos más espacio útil.

RAID 10 o RAID 1+0

Este tipo de RAID no necesita hacer el cálculo de la paridad como ocurre con el RAID 5 y el RAID 6, por tanto, conseguiremos mayores tasas de velocidad de lectura y escritura, además, consumiremos menos recursos de procesador debido a que no tiene que calcular la paridad de todos los datos para escribirlo en el disco. Este tipo de RAID nos permite crear un RAID 0 de dos RAID 1, es necesario tener como mínimo cuatro discos duros para poder configurar este tipo de RAID.

En este caso del RAID 10, se podrán romper un máximo de 2 discos duros, pero es muy importante que sea un disco duro de cada grupo del RAID 1. Si se rompen los dos discos duros de un RAID 1, automáticamente perderemos toda la información de todo el RAID. Por tanto, cuando se rompe un disco duro de un mismo grupo, hay que estar muy atentos y monitorizar el estado del otro disco duro, porque si también se rompe entonces perderemos toda la información.

A continuación, tenéis un resumen de la capacidad, rendimiento en lectura y escritura como máximo, y la integridad de los datos frente a la rotura de uno o varios discos.

• Capacidad: si tenemos cuatro discos duros de 4TB cada uno, la capacidad de un RAID 10 será de 8TB en total. La capacidad es X-2 número de discos, si tenemos en cuenta que todos los discos son iguales.
• Rendimiento de lectura: la velocidad de lectura es el X veces el número de discos utilizados.
• Rendimiento de escritura: la velocidad de escritura es de X-2 veces el número de discos.
• Integridad de los datos: la rotura de un disco de cada RAID 1 no conlleva pérdida de datos, si se rompen dos discos de un RAID 1 entonces se pierde toda la información.

En el caso de utilizar el sistema de archivos ZFS, el tipo de RAID equivalente no es directo, se puede hacer un STRIPE de dos MIRROR que sería equivalente.

Otros tipos de RAID

Además de los anteriores tipos que ya hemos explicado, realmente hay que tener en cuenta que también existen otros tipos de RAID que no se suelen utilizar. Esto se debe principalmente a que hay mejores alternativas, de hecho, los servidores NAS comerciales ni siquiera dan la posibilidad de configurar sus servidores con estos tipos de RAID debido a que no tienen mucho sentido. Al final encontraréis unos tipos de RAID que sí se utilizan pero cuando tenemos muchos discos duros en el servidor.

RAID 3/4

Este tipo de RAID es muy similar a un RAID 5, aunque inferior en muchos sentidos. Nos ofrecen velocidades de lectura muy superiores a las demás, pero el sistema de paridad no está distribuido, sino que se guarda todo en uno de los discos duros. Estas configuraciones no son muy utilizadas ya que la fiabilidad, respecto a la del RAID 5 con paridad distribuida o cualquiera las siguientes combinadas no es demasiado elevada.

En la práctica este tipo de RAID no se suele utilizar.

RAID 01 (0+1)

RAID 01 es un RAID 1 creado a partir de dos configuraciones RAID 0. Para esta configuración de RAID se crean dos conjuntos RAID 0 (es decir, dos RAID iguales suma del espacio de los discos duros) y, a continuación, un RAID 1 que duplica ese RAID 0 en otro RAID 0. No es un tipo de RAID muy utilizado ya que la tolerancia a fallos es muy alta y, si uno de los discos falla, solo queda uno de los RAID 0 como punto de inflexión. Si falla algo en este, todos los datos se pierden sin remedio.

Este RAID es similar al RAID 10, pero bastante peor a nivel de fiabilidad, por tanto, es recomendable ir directamente a configurar un RAID 10.

RAID 30/50/100

Estos tipos de RAID están diseñados para servidores que disponen de una gran cantidad de discos duros, dependiendo de lo que nos interese, tendremos mayor capacidad, mayor velocidad de lectura y escritura o una mayor integridad de datos debido a que es más tolerante a fallos. Por ejemplo, un RAID 50 sería un total de tres RAID 5 en un RAID 0, permitiendo que un disco de cada grupo de RAID 5 puede fallar y no tener ningún problema, eso sí, si fallan dos discos de un mismo grupo de RAID 5 toda la información se perderá.

En el caso de RAID 30, nos encontramos ante un sistema de alta fiabilidad, pero con un coste muy elevado. Está construido para dominar dos conjuntos de RAID 3, en donde los datos están divididos entre ellos, repartidos en bloques más pequeños. Estos a su vez se dividen en partes de menor tamaño, calculando la paridad con XOR en cada uno de ellos. De este modo, los datos se escriben en todas las unidades de disco, excepto en uno, donde es almacenada la información de la paridad. Una de las ventajas, es que este sistema permite que falle un disco en cada conjunto de RAID 3

En RAID 50, de nuevo nos encontramos ante un sistema muy fiable y de alta velocidad, del cual dependen varios RAID 5, y ofrece muy buena redundancia. Para montarlo, son necesarios al menos, seis discos duros. En cuanto a los fallos, nos permite que falle un disco de cada conjunto de 5, pero si falla más de uno, se corre el riesgo de perder los datos. Este modelo, afecta directamente a la tolerancia a los fallos, pues si se dispone de tres grupos, obtendremos mucha capacidad, y eficacia en el almacenamiento, por lo cual la tolerancia a los fallos es mayor. Por otro lado, algo que puede ser una ventaja y una desventaja a la vez, es que permite el reemplazo rápido de las unidades para que se inicie la reconstrucción, pero para ello es necesario disponer del hardware previamente. Por lo cual, se recomienda especialmente cuando se busque alta tolerancia en cuanto a fallos.

El RAID 100 se trata de un sistema de conjuntos, los cuales están divididos de nuevo. Se trata de un sistema de conjuntos de RAID 10 dentro de un sistema RAID 0. Su gran ventaja, es que permite el fallo de todos los discos excepto uno, para que no se pierda la información que está almacenada. Ofrece mejoras con respecto a los anteriores, como por ejemplo la capacidad de lectura aleatoria, o la tolerancia a fallos de puntos calientes o de riesgo. Está pensado para grandes bases de datos.

Tal y como habéis visto, disponemos de una gran cantidad de tipos de RAID para nuestros servidores, dependiendo de nuestras necesidades de capacidad, tolerancia a fallos y también de rendimiento, deberemos elegir un tipo de RAID u otro.

Servidor NAS en la nube

En estos últimos años, la línea entre los servidores NAS más tradicionales y el almacenamiento en la nube se ha difuminado bastante. Esto es porque han aparecido soluciones híbridas entre los dos sistemas y características avanzadas en dispositivos NAS más modernos. Siendo el primer punto importante la sincronización en la nube. Muchos dispositivos NAS ofrecen la posibilidad de sincronizar datos entre el propio NAS y un servicio de almacenamiento en la nube. Puede ser Google Drive, Dropbox, OneDrive, entre otros muchos. Esto nos proporciona una copia de seguridad en la nube, facilitando el acceso remoto, y una copia de seguridad que es mucho más fiable. De por sí el NAS realiza la copia de seguridad de forma automática, pero la nube también hace lo mismo. Por lo cual es muy complicado perder contenido.

El acceso remoto en estos casos es un punto fuerte. Mediante las diferentes interfaces web y aplicaciones móviles, muchos NAS permiten tener un acceso a los datos desde cualquier lugar. Por lo cual es algo muy similar a acceder a Google Drive y demás. Para esto lo más recomendable es utilizar siempre las aplicaciones oficiales. Pero algunos NAS también permiten que sean utilizados con aplicaciones de terceros. Por lo cual tendremos que buscar cual es la que mejor se adapta a nuestras necesidades.

Pero todo esto nos lleva a tres grandes ventanas del NAS en la nube. Primero con la flexibilidad que proporciona, ya que en términos de acceso es mucho mejor. Segundo está la seguridad, ya que nuestros datos van a ser mucho más recuperables, y tendremos más copias de seguridad. Y por último, el coste, donde un NAS en la nube, puede resultar mucho más económico en comparación con soluciones que son puramente basadas en la nube. Sobre todo, cuando vamos a manejar grandes cantidades de datos.

Errores al configurar RAID y cómo evitarlos

Configurar un RAID en un servidor NAS no tiene demasiado misterio. Pero mentiríamos si dijésemos que no puedes encontrarte con algunas piedras por el camino. Posiblemente, uno de esos problemas es cuando se combinan discos duros de capacidades, marcas o velocidades diferentes. La mayoría de los NAS lo permiten técnicamente, pero supone una pérdida de capacidad útil y reconstrucciones más lentas.

Si hablamos de un RAID 5 con discos de 18 TB y 22 TB, el espacio útil se limitará a 18 TB por disco. Podremos evitarlo adquiriendo todos los discos del mismo modelo y en el mismo momento. Pero si ya tenemos unidades variadas, lo mejor es elegir JBOD o crear varios volúmenes independientes.

Otro de los fallos habituales es cuando se instalan discos SMR en niveles RAID que requieren escritura intensiva como RAID 5, RAID 6 o RAID 10. Bien es cierto que estos discos son más baratos, pero su diseño de grabación superpuesta hace que las reconstrucciones sean mucho más lentas y suponen un riesgo de errores no recuperables. Lo mejor es elegir solo discos CMR o PMR certificados para NAS.

También es habitual descuidar el monitoreo del sistema. Un error en este “mantenimiento” es no configurar alertas SMART, no vigilar las temperaturas de los discos ni programar scrubs periódicos en ZFS. En sistemas de archivos ZFS (como en los NAS con QuTS hero o bien usando TrueNAS), programar un «scrub» es una tarea de mantenimiento crítica. Esta tarea tan importante se encarga de leer cada bloque de datos y verificar su checksum contra la paridad o las copias espejo. Esto permite detectar y corregir la corrupción silenciosa de datos antes de que afecte a múltiples discos y se vuelva irrecuperable. En sistemas con RAID que usen un sistema de archivos como EXT4, esta comprobación no existe, por lo que la única defensa es una copia de seguridad externa verificada regularmente.

Si no hacemos estas tareas de mantenimiento, las consecuencias pueden desembocar en que un disco comience a fallar hasta que el RAID entre en modo degradado. La solución o mejor dicho, la prevención, pasa por activar notificaciones por correo y programar scrubs automáticos cada dos semanas. También es recomendable mantener las temperaturas de los discos siempre por debajo de 45 °C.

Evitar todos estos problemas y seguir las recomendaciones básicas, nos podría evitar muchos dolores de cabeza o que nuestra inversión no haya sido la adecuada.

Cómo elegir un RAID para nuestro negocio

Cuando buscamos soluciones de almacenamiento para el sector profesional, debemos evaluar algunos factores los cuales pueden ser muy indicativos acerca del RAID que necesitamos para instalar. Esto nos permitirá ahorrar costes, tanto en el momento que se adquiere todo el material, en la instalación del mismo y en la posterior administración de los mismos. Para elegir el adecuado, vamos a ver algunos factores.

• Presupuesto inicial: Es el primer paso para saber que podemos y que no podemos adquirir. Puede darse el caso de que el presupuesto no se extienda más allá de un simple RAID con dos discos, donde se sume el espacio. Por lo cual conocer esto, es la primera limitación que nos vamos a encontrar, y por la contra la primera facilidad que nos indicará lo que podemos instalar de forma segura.
• Cantidad de información: Esto es algo que se debe tener muy claro, pero siempre pensando en la expansión. No se puede pensar en un RAID como un sistema el cual vamos a llenar desde el momento que está instalado, porque en ese caso ya sería necesario expandirlo. Por lo cual, saber los datos que vamos a almacenar, es muy importante, pero siempre dejando espacio de margen.
• Datos críticos: Los datos críticos de las empresas deben guardarse de forma segura, y en hardware de buena calidad. De esta forma estaremos prevenidos en cuanto a ataques y a posibles fallos de hardware. En internet la seguridad total no existe, y el hardware siempre puede fallar, por lo cual este paso está destinado a minimizar los riesgos que corremos con este tipo de sistemas.
• Rendimiento: Si se trata de pequeñas empresas u oficinas de pequeño tamaño, lo más normal es que esto no sea un factor demasiado importante, sino algo que omitir. Pero en cuanto sube la cantidad de usuarios que utilizan el sistema, o es necesario que la velocidad de transmisión sea alta, será necesario adquirir equipamiento de mejor calidad y de mejores características. Esto permitirá que el flujo de trabajo no se entorpezca por un sistema lento.

Rendimiento

Como has podido ver en los puntos anteriores, el rendimiento es uno de los factores fundamentales a la hora de disponer de un RAID para muchos usuarios. Esto es especialmente crítico cuando se realizan tareas donde manejamos los datos en grandes cantidades, como puede ser un editor de video, o incluso aplicado a muchos otros sectores donde se trabaja sobre el contenido directamente en el RAID. Es por ello que es tan importante, y a lo que debemos prestar especial atención. De lo contrario, nos podemos encontrar con que no es posible trabajar con el RAID, más allá de que simplemente sea un contenedor de todos los datos.

Cada uno de los diferentes tipos de RAID, tiene un impacto en el rendimiento. Por lo cual es bueno elegir el adecuado para la tarea que vamos a desempeñar. En estos casos son:

• RAID 0: Es el modo que se utiliza para disponer de mejoras en el rendimiento. Esta combina los discos en un solo volumen, por lo cual tendremos mejoras en la escritura y lectura de los datos. Pero, por otro lado, no tendremos la seguridad de la redundancia.
• RAID 1: Si bien su función es proporcionar redundancia, no es lo mejor para obtener el máximo rendimiento, pero si para tener más seguridad. No supondrá mejoras en el rendimiento del sistema, ya que debe consumir recursos para poder escribir los datos en los dos discos.
• RAID 5: En este caso, si tendremos alguna mejora de rendimiento, a pesar de que tiene que hacer la redundancia en tres o más discos. Pero con la capacidad de realizar las diferentes divisiones de los datos en bloques mientras están mejor distribuidos, tendremos un acceso a los mismos más eficiente. Y por lo tanto, rápido.
• RAID 6: Estamos ante un sistema que tiene un impacto en el rendimiento bastante fuerte. Esto se debe al consumo de recursos de procesamiento para realizar los cálculos de la paridad adicional. Pero si es muy bueno si buscamos la seguridad.

Como se puede ver, la seguridad y el rendimiento en estos casos no va de la mano. Por lo general, siempre que tratamos de obtener un rendimiento mayor, tenemos que renunciar a algo de seguridad. Por lo cual, todo se basa en buscar el punto adecuado en el cual estamos seguros y tenemos un buen rendimiento. Como puedes ver, los sistemas RAID pueden ser muy útiles en muchos ámbitos, tanto a nivel empresarial como doméstico.

Mantenimiento y solución de problemas en RAID

Es muy importante, de cara a evitar problemas, llevar a cabo un mantenimiento correcto del sistema RAID en un servidor NAS. Es la mejor forma de asegurarnos de que rinda al máximo y se pueda garantizar la integridad de los datos almacenados. Un primer paso para un buen mantenimiento es monitorear el estado del RAID desde el panel de administración del NAS. La buena noticia es que la mayoría de los NAS ofrecen interfaces gráficas que muestran el estado de los discos y el RAID. Es decir, que podremos ver su salud en cuanto a degradación. Una buena práctica es configurar notificaciones de correo para recibir alertas, que nos avisarán sobre fallos de disco, errores de paridad o problemas de reconstrucción.

Es importante saber que cuando un disco falla, el RAID entra en modo degradado, o sea, que sigue funcionando, pero con un riesgo mayor de pérdida de datos si otro disco falla. Lo ideal es reemplazar un disco dañado, pero el proceso depende de si el NAS soporta hot-swap. Si el NAS permite este cambio en caliente, podremos retirar el disco defectuoso y reemplazarlo por uno nuevo sin apagar el sistema.

Otros problemas habituales también incluyen fallos en la reconstrucción del RAID, que generalmente se deben a discos incompatibles, pero también a errores en el sistema de archivos. Si la reconstrucción no se inicia, habrá que chequear los logs del NAS para identificar el error y comprobar que el disco nuevo cumpla con los requisitos. Muchos usuarios reportan también un rendimiento lento, que en la mayoría de los casos es debido a un disco degradado. En el peor de los casos, es que nadie quiere que ocurra, puede darse la pérdida de datos, en cuyo caso lo mejor será restaurarlos desde una copia de seguridad. Y de ahí la importancia de mantener copias de seguridad actualizadas.

Conclusión

A la hora de adquirir un servidor NAS podemos configurar los discos de una manera u otra. Mientras que no ocurre nada por no asignar un RAID, también estaremos perdiendo muchas ventajas como ya hemos visto, sobre todo si nuestro equipo tiene más de una bahía (con un disco solo no importará nada de lo que hemos visto), ya que los beneficios serán mucho mayores. Si solo tenemos un disco, y un servidor NAS muy simple, no podremos hacer nada, pero si acabamos adquiriendo uno mejor, cuanto más queramos exprimirlo, mejor será hacer caso a lo que hemos comentado hoy, dependiendo de si buscas seguridad, velocidad, etc.

Lo mejor es que hagas pruebas antes de comenzar a subir información importante, ya que este tipo de configuraciones, si no tienes mucha idea, pueden llevarte a confusiones, o creer que funciona de una manera y luego ser de otra.