Padrão de Notação para RAID em Rede (Notação RAID SAM)

À medida que o panorama do RAID se torna mais complexo com o surgimento do RAID em rede, há uma necessidade importante de um sistema de notação mais complexo e conciso para os níveis de RAID que envolvem um componente de rede.

O RAID tradicional usa notação de um único dígito e os níveis disponíveis são 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. O nível 7 não é oficial, mas é amplamente aceite como RAID de paridade tripla (a extensão natural do RAID 5 e do RAID 6), e o RAID 2 e o RAID 3 estão hoje praticamente em desuso.

O RAID aninhado, um nível de RAID dentro de outro, é representado juntando níveis de RAID de um único dígito, como RAID 10, 50, 61, 100, etc. Estes podem alternativamente ser escritos com um sinal de mais a separar os níveis, como RAID 1+0, 5+0, 6+1, 1+0+0, etc.

Há dois grandes problemas com este sistema de notação, para além do problema óbvio de que nem todos os tipos ou extensões de RAID são contemplados pelo sistema de um único dígito, sendo que muitos dos aspetos dos sistemas de RAID proprietários, como o ZRAID, o XRAID e o BeyondRAID, ficam por contemplar no sistema de notação. O primeiro é a falta de notação para RAID em rede e o segundo é a falta de uma denotação específica da configuração interna do RAID.

O RAID em rede apresenta-se em dois tipos principais, síncrono e assíncrono. O RAID em rede síncrono funciona, na prática, de forma idêntica à sua contraparte não ligada em rede. O assíncrono funciona da mesma maneira, mas acarreta riscos adicionais, uma vez que os dados podem não estar sincronizados entre os dispositivos no momento de uma falha de dispositivo. Por isso, as diferenças entre os dois precisam de ser visíveis na notação.

O RAID síncrono deve ser representado com parênteses. Assim, dois sistemas locais de RAID 10 espelhados pela rede (à semelhança do DRBD) seriam representados como RAID 10(1). O nível de RAID efetivo para cálculos de risco e de capacidade seria o mesmo que o de qualquer RAID 101, mas isto informa todas as partes, num relance, de que o espelhamento ocorre através de uma rede.

O RAID assíncrono deve ser representado com colchetes. Assim, dois sistemas locais de RAID 10 espelhados pela rede de forma assíncrona seriam representados como RAID 10[1], deixando claro que existe um atraso arriscado no sistema.

Existe uma necessidade adicional de um tipo diferente de replicação a um nível mais elevado, o do sistema de ficheiros (à semelhança do rsync) que, embora não esteja verdadeiramente relacionado com o RAID, oferece uma função semelhante para dados frios e é frequentemente utilizado em discussões sobre RAID; acredito que os engenheiros de armazenamento precisam também da capacidade de representar isto. Esta replicação assíncrona ao nível do sistema de ficheiros pode ser representada com chavetas. É necessária apenas uma notação, uma vez que a replicação ao nível do sistema de ficheiros é sempre assíncrona. Assim, a título de exemplo, dois arrays RAID 6 sincronizados automaticamente com um sistema de replicação de sistema de ficheiros por diferencial de blocos seriam representados como RAID 6{1}.

Para simplificar ainda mais a notação de RAID e para encurtar a necessidade óbvia de escrever a palavra “RAID” repetidamente, bem como para nos afastarmos das distrações tradicionais sobre o que o acrónimo significa, de modo a podermos concentrar-nos nos aspetos relevantes de replicação, deve ser utilizado um simples prefixo “R”. Assim, RAID 10 seria simplesmente R10. Ou um espelho puramente em rede poderia ser R(1).

Resta abordar um grande aspeto da notação de RAID, que é o tamanho de cada componente do array. Muitas vezes isto está implícito, mas alguns níveis de RAID, especialmente os que são aninhados, podem ter complexidades que passam despercebidas na notação tradicional. Conhecer o número total de discos num array nem sempre indica a configuração de um array específico. Por exemplo, presume-se que um R10 de 24 discos seja composto por doze pares de espelhos num stripe R0. Mas poderia ser oito conjuntos de espelhos triplos num stripe R0. Ou poderia até ser seis espelhos quádruplos. Ou quatro espelhos sêxtuplos. Ou três espelhos óctuplos. Ou dois espelhos duodécuplos. Embora a maioria destes seja extremamente improvável, há necessidade de representá-lo. Para o tamanho do conjunto, usamos um número em expoente para indicar o tamanho desse conjunto. Geralmente, isto só é necessário para um aspeto do array, e não para todos, pois os outros podem ser deduzidos, mas, em caso de dúvida, pode ser representado explicitamente.

Assim, um array R10 que utilize conjuntos de espelhos de três vias seria R1³0. Não tendo a possibilidade de escrever em expoente, poderia também escrevê-lo como R1^3+0. Esta notação não indica o tamanho total do array, apenas o seu tipo de configuração. Se todos os expoentes possíveis forem incluídos, é possível calcular o tamanho total do array sem necessitar de mais nada. Se tivermos um R10 de quatro conjuntos de espelhos de três vias, poderíamos escrevê-lo R1³0⁴, o que nos informaria de que o array inteiro é constituído por doze discos – ou, na notação alternativa, R1^3+0^4.

A notação em expoente dos conjuntos só é necessária quando não é evidente. R10 sem qualquer outra notação implica que o componente R1 é constituído por pares de espelhos, por exemplo. R55 quase sempre requer notação adicional, exceto quando o array é constituído por apenas nove membros.

Um aspeto adicional a considerar é a representação do tamanho do array. Isto é muito mais simples do que a notação em expoente e é quase sempre perfeitamente adequado. Isto evita a necessidade de escrever por extenso “Um array RAID 10 de quatro discos.” Em vez disso, podemos usar um prefixo para tal. 4R10 representaria um array RAID 10 de quatro discos.

Então, voltando ao nosso exemplo anterior, o RAID 10 de doze discos com os conjuntos de espelhos de três vias poderia ser escrito como 12R1³0⁴. Mas o uso dos três números torna-se redundante. Qualquer um dos números pode ser omitido. Normalmente, seria o último, por ser o que tem menos probabilidade de ser útil. O tamanho do conjunto R1 é útil para determinar o risco básico, e o 12 inicial é usado para cálculos de capacidade e desempenho, bem como para o dimensionamento do chassis e a aquisição. O quatro final está implícito nos outros dois números e é, por si só, praticamente inútil. Assim, a melhor forma de escrever isto seria simplesmente 12R1³0. Se esse mesmo array fosse usar a abordagem comum de pares de espelhos em vez do espelho de três vias, escreveríamos simplesmente 12R10 para representar um array RAID 10 padrão de doze discos.