Análise da utilização de códigos de paridade em modelos de RAID

Abstract

Vivemos na era digital, onde a importância dos dados para as empresas e a sociedade cresce a cada dia, tornando os dados um ativo de extrema relevância, pois a perda de dados pode resultar em grandes prejuízos. Diante desse cenário, são desenvolvidos métodos para enfrentar os desafios associados à perda de dados, em especial quando estamos utilizando sistemas de armazenamento distribuído (DSS, Distributed Storage System), e um desses métodos é conhecido como Arranjo Redundante de Discos Independentes (RAID, Redundant Array of Independent Disks). O RAID é um tipo de sistema de armazenamento de dados distribuído que agrupa várias unidades individuais, representadas por unidade de disco rígido (HDD, hard disk drive) ou unidade de estado sólido (SSD, solid state drive), em uma única unidade lógica para melhorar a taxa de transferência de leitura e gravação, confiabilidade, disponibilidade ou uma combinação destes. O RAID é fundamentado em três técnicas principais: distribuição, espelhamento e paridade. Essas técnicas visam proporcionar uma maior segurança e eficiência no armazenamento e recuperação de dados. O objetivo deste trabalho é apresentar diferentes níveis de RAID, explorando os códigos de bloco utilizados na implementação desses métodos para a proteção de dados. Entre os códigos de bloco discutidos, estão o código de Hamming, códigos de paridade em forma matricial, código de paridade linha-diagonal (RDP, row-diagonal parity) e código EVENODD. Aprofundando a discussão sobre RAID, o trabalho analisa e compara as principais funcionalidades de cada nível de RAID. Além disso, será implementada uma máquina virtual composta por dois arranjos configurados em RAID 5 e 6. Este experimento prático visa explorar em detalhes como cada sistema responde em termos de desempenho, contribuindo para uma compreensão mais aprofundada a esses níveis de RAID.

We live in the digital age, where the importance of data for businesses and society is growing every day, making data a crucial asset. The loss of data can result in significant losses. In this context, methods are developed to address the challenges associated with data loss, especially when utilizing Distributed Storage Systems (DSS), and one of these methods is Redundant Array of Independent Disks (RAID). RAID is a type of distributed data storage system that combines multiple individual units, represented by hard disk drives (HDD) or solid state drives (SSD), nto a single logical unit to enhance read and write transfer rates, reliability, availability, or a combination of these factors. RAID is based on three main techniques: distribution, mirroring, and parity. These techniques aim to provide greater security and efficiency in data storage and recovery. The objective of this work is to present different RAID levels, exploring the block codes used in the implementation of these methods for data protection. Among the discussed block codes are Hamming code, matrix-based parity codes, row-diagonal parity (RDP) codes and EVENODD codes. This work aims not only to deepen the understanding of data protection mechanisms provided by RAID but also to highlight the importance of block codes in preserving data integrity in computer systems. Deepening the discussion about RAID, the study analyzes and compares the main functionalities of each RAID level. Additionally, a virtual machine composed of two arrays configured in RAID 5 and 6 will be implemented. This practical experiment aims to explore in detail how each system responds in terms of performance, contributing to a more in-depth understanding of these RAID levels.