RAID-Z y sus diferencias entre RAID-Z2 y RAID-Z3

Aquí descubrirás:

• qué es RAID-Z

• RAID-Z frente a RAID-Z2 frente a RAID-Z3

• los mejores servicios de recuperación de datos RAID

¿Estás listo? ¡Empecemos a leer!

¿Qué es RAID-Z?

Se trata de un RAID no estándar que utiliza el sistema de archivos ZFS; no se puede utilizar ningún otro sistema de archivos para esta matriz. Ten en cuenta que no existe ningún controlador de hardware que implemente RAID-Z.

El sistema de archivos ZFS utiliza un nivel adicional de sumas de comprobación para buscar datos dañados sin mostrar los mensajes correspondientes. ZFS utiliza sumas de comprobación con cualquier nivel de redundancia, incluidos los grupos de discos únicos. El mecanismo de distribución es similar al de RAID 5, pero utiliza ancho de banda dinámico. Cualquier bloque, independientemente de su tamaño, tiene su propio ancho de banda RAID, lo que significa que cada registro RAID-Z es un registro de banda completa.

Además, esta matriz tiene un rendimiento y una velocidad muy altos, incluso mejores que RAID 5 en este aspecto.

RAID-Z frente a RAID-Z2 frente a RAID-Z3

RAID-Z

• Tolerancia a fallos: protege contra el fallo de 1 disco.
• Esquema de paridad: paridad simple (similar a RAID-5).
• Disposición de los datos: ZFS organiza los bloques en todas las unidades (excepto uno en cada grupo de escritura que se utiliza para la paridad) para proporcionar redundancia.
• Sobrecarga de capacidad: la capacidad de una unidad se consume efectivamente por la paridad. Por ejemplo, si tienes 5 unidades (cada una de 4 TB), obtienes una capacidad útil de aproximadamente 16 TB (4 × 4 TB) porque la capacidad de una unidad se utiliza para la paridad.
• Consideraciones de rendimiento: Las lecturas suelen beneficiarse de la lectura en paralelo de varios discos. Las escrituras pueden ser más lentas que con una banda pura (RAID-0) porque hay que calcular y escribir la paridad. Sin embargo, la copia en escritura y el almacenamiento en caché inteligente de ZFS ayudan a mejorar la sobrecarga.
• Casos de uso: matrices más pequeñas (4-8 unidades) o situaciones en las que es poco probable que se pierdan 2 discos a la vez y la rentabilidad es más importante que una redundancia muy alta.

RAID-Z2

• Tolerancia a fallos: protege contra el fallo de dos discos.
• Esquema de paridad: paridad doble (similar a RAID-6).
• Disposición de los datos: ZFS escribe dos bloques de paridad por cada franja, lo que permite que el grupo sobreviva a dos fallos simultáneos de disco, o a un fallo más un disco adicional con errores incorregibles.
• Sobrecarga de capacidad: la capacidad de almacenamiento de dos unidades se reserva para la paridad. Por ejemplo, con 6 unidades (cada una de 4 TB), la capacidad total utilizable es de aproximadamente 16 TB (4 × 4 TB), ya que la capacidad de 2 unidades se destina a la paridad.
• Consideraciones de rendimiento: Sobrecarga ligeramente superior a la de RAID-Z en los cálculos de paridad, pero las lecturas siguen aprovechando la E/S paralela.
• Casos de uso: Pools ZFS medianos a grandes (a menudo más de 6 unidades); recomendado para escenarios en los que la fiabilidad es fundamental, como servidores de pequeñas empresas o laboratorios domésticos con datos valiosos.

RAID-Z3

• Tolerancia a fallos: protege contra el fallo de 3 discos.
  Esquema de paridad: paridad triple.
• Disposición de los datos: se mantienen tres bloques de paridad, lo que permite que el grupo sobreviva a hasta tres fallos de unidad a la vez.
• Sobrecarga de capacidad: la capacidad de tres unidades se consume para la paridad. Con 8 unidades (cada una de 4 TB), la capacidad útil total es de aproximadamente 20 TB (5 × 4 TB).
• Consideraciones de rendimiento: mayor sobrecarga de la CPU durante las escrituras debido a los cálculos de paridad adicionales, pero los sistemas modernos suelen manejar esto sin una ralentización notable, especialmente si están equipados con una CPU decente. Las lecturas siguen distribuyéndose, por lo que el rendimiento de lectura sigue siendo bueno.
• Casos de uso: Implementaciones a gran escala, entornos empresariales o datos extremadamente críticos. Por ejemplo, centros de datos con importantes estándares de fiabilidad o bibliotecas de archivo que no pueden arriesgarse a sufrir múltiples fallos.

Consideraciones clave

1. 1. Número de unidades:

• RAID-Z requiere al menos 3 unidades.
• RAID-Z2 requiere al menos 4 unidades (aunque ZFS te permite crear un RAID-Z2 con 3 unidades, no es práctico porque la sobrecarga sería elevada).
• RAID-Z3 suele tener sentido a partir de 5-6 unidades o más.

1. 2. Tolerancia al riesgo y criticidad de los datos:

• RAID-Z (paridad simple) se utiliza a menudo para sistemas personales, laboratorios domésticos o configuraciones más pequeñas.
• RAID-Z2 (paridad doble) es para usuarios u organizaciones con exigencias de fiabilidad moderadas a altas.
• RAID-Z3 (paridad triple) se utiliza generalmente para implementaciones de nivel empresarial o muy grandes, o para aquellas con una tolerancia extremadamente baja al tiempo de inactividad o la pérdida de datos.

1. 3. Rendimiento:

• El rendimiento de lectura en todas las variantes de RAID-Z se beneficia de la distribución de datos en varios discos.
• El rendimiento de escritura puede verse afectado a medida que aumentan los cálculos de paridad con cada bloque de paridad adicional. Sin embargo, el diseño de copia en escritura de ZFS, el almacenamiento en caché inteligente (ARC, L2ARC) y, opcionalmente, los dispositivos ZIL (ZFS Intent Log) pueden ayudar a mitigar los cuellos de botella en el rendimiento.

1. 4. Sobrecarga de almacenamiento:

• RAID-Z reserva el espacio equivalente a un disco para la paridad (un total de N-1 discos utilizables).
• RAID-Z2 reserva el espacio equivalente a dos discos para la paridad (N-2 discos utilizables).
• RAID-Z3 reserva el espacio equivalente a tres discos (N-3 discos utilizables).

1. 5. Integración de las funciones de ZFS:

• La suma de comprobación garantiza la integridad de los datos (se calcula la suma de comprobación de cada bloque de datos, lo que permite detectar y reparar daños silenciosos).
• Las instantáneas, la replicación y los grupos de almacenamiento híbridos (que utilizan dispositivos rápidos basados en SSD para el almacenamiento en caché) son algunas de las funciones avanzadas de ZFS que se combinan bien con RAID-Z.

Recuperación de datos de RAID-Z

El fallo de un disco puede producirse de varias maneras:

En el primer caso, RAID-Z puede, cuando se sabe qué bloque o sector está dañado, reconstruir los datos de forma independiente.

Cuando un disco está completamente dañado, esta matriz se comporta como una tradicional. Es decir, está claro que todos los sectores están dañados y deben restaurarse.

Cuando se trata de una corrupción de datos silenciosa, RAID-Z puede ayudarte a recuperarlos con la suma de comprobación adicional que proporciona ZFS.

Si la recuperación automática de datos no se ha producido o simplemente no es posible, debes considerar una aplicación especial de recuperación RAID. Los usuarios de la aplicación DiskInternals RAID Recovery coinciden en que se trata de una excelente solución de software, ya que los resultados de la recuperación son impresionantes.

La utilidad admite la determinación manual y totalmente automática de los parámetros principales de la matriz (tipo de matriz, tipo de controlador RAID, tamaño de banda y orden de los discos, etc.). A continuación, restaura automáticamente los datos. Todo esto es posible gracias al asistente de recuperación, que te ayudará en cada paso del proceso. Además, la vista previa de los resultados satisfará a todos, ya que es gratuita y solo después de obtenerla debes decidir si deseas adquirir una licencia o no. Más información sobre RAID 2 frente a RAID 3.

¡Buena suerte!