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Generalità
Esistono diversi metodi per organizzare più dischi in modo da aumentare le prestazioni e l'affidabilità dei dischi stessi. Le strutture RAID (redundant array of indipendent/inexpensive disks) hanno questa finalità. Come dice l'acronimo queste strutture sono composte da batterie di dischi con informazioni ridondanti. In passato più dischi piccoli costavano anche meno di un unico disco grande, ed è per questo che era anche economicamente vantaggioso utilizzare queste strutture.
Per rendere più affidabile un disco è possibile introdurre una certa ridondanza delle informazioni su più dischi, in modo tale che, anche nel caso in cui un disco sia andato perso, sia possibile recuperare in modo integrale i dati. Se si hanno a disposizione più copie dello stesso file è possibile trasferire contemporaneamente più file.
Per rendere più efficiente l'utilizzo dei dischi è possibile sezionare ciascun file su dischi diversi in modo tale da rendere possibile il trasferimento in parallelo di parti diverse dello stesso file. In questo modo il tempo di trasferimento di ciascun file diminuisce, ma è possibile trasferire un solo file per volta.

Strutture a RAID
Nella descrizione successiva verrà analizzata una struttura RAID basata su 4 dischi di dati.
La sintesi delle tecniche descritte è data dalle organizzazioni RAID, che prevedono diversi modelli:
-RAID 0 si riferisce a batterie di dischi con sezionamento a livello dei blocchi, ma senza l'introduzione di ridondanza. Non sono necessari dischi aggiuntivi.
-RAID 1 si riferisce alla tecnica della copiatura speculare, nel senso che ogni dato viene copiato allo stesso modo su un altro supporto. Questa tecnica necessita 8 dischi, di cui 4 contengono i dati reali e 4 i dati copia. Molto spesso se si hanno cali di elettricità è possibile che si verifichino guasti simili sia sul disco copia, che sul disco originale, causando ugualmente la perdita dei dati. Per questo motivo si usano NVRAM, che "ritardano" la scrittura sul disco copia.
-RAID 2 si riferisce ad un'organizzazione per la correzione degli errori (ECC). In questo tipo di struttura ad ogni byte di memoria è associato un bit di parità. In questo modo è possibile identificare tutti gli errori di un singolo bit nel sistema di memoria. Nel caso in cui si memorizzino due o più bit di parità è possibile correggere gli errori e non solo individuarli. Per 4 dischi di dati sono necessari 3 dischi per la memorizzazione dei bit di parità.
-RAID 3 si riferisce ad un'organizzazione simile al RAID 2. In questo caso si memorizza un solo bit di parità per ogni byte, ma si possono correggere i bit danneggiati, se si conosce il disco che ha causato l'errore. Per aumentare le prestazioni si sezionano i dati a blocchi su più dischi. Il RAID 3 richiede un solo disco aggiuntivo ogni 4 dischi ed è affidabile tanto quanto RAID 2. Il problema principale del RAID 3 è il tempo necessario al calcolo dei bit di parità, ma questo viene parzialmente risolto con l'utilizzo di un RAM non volatile (NVRAM) per memorizzare i blocchi mentre viene calcolata la parità e per memorizzare in modo transitorio le scritture dal controllore ai dischi.
-RAID 4 si riferisce ad un'organizzazione di livello 0 e inoltre si tiene un blocco di parità per ogni gruppo di blocchi dei 4 dischi corrispondenti in un disco separato. La lettura richiede l'accesso in un solo disco, consentendo il parallelismo di richieste diverse. Le scritture di blocchi che fanno riferimento allo stesso blocco di parità non possono essere eseguite in parallelo. L'aggiornamento del blocco di parità avviene con un ciclo di lettura-modifica-scrittura. WAFL adotta RAID4. Come nel RAID 3 è necessario un solo disco aggiuntivo ogni 4 dischi di dato.
-RAID 5 si riferisce ad un'organizzazione con blocchi intercalati a parità distribuita, in quanto i blocchi di parità sono distribuiti su tutti i dischi. Unica condizione è che ogni parte di blocco di parità non può contenere informazioni riguardanti lo stesso disco su cui si trova. In questo modo è consentita la scrittura in parallelo e per questo motivo è il sistema di RAID più usato. Come nel RAID 4 è necessario un solo disco aggiuntivo ogni 4 dischi di dato.
-RAID 6 si riferisce ad un'organizzazione simile a RAID 5, ma memorizza più informazioni di parità (codici di Reed-Solomon), in modo da gestire guasti contemporanei a più dischi. Sono necessari 2 dischi aggiuntivi ogni 4 dischi di dato.
-RAID 0+1 si riferisce ad una combinazione di RAID 0 e RAID 1, per garantire efficienza e affidabilità. Richiede 4 dischi aggiuntivi ogni 4 dischi. Secondo questa tecnica si sezionano i dati presenti in un disco e si duplica ogni sezione.
-RAID 1+0 si riferisce ad una combinazione di RAID 1 e RAID 0, in cui si effettua la copiatura speculare dei dischi a coppie e poi si effettua il sezionamento a coppie. In questo modo tutti i dati risultano accessibili anche in caso di guasto singolo, cosa che non avviene con il metodo precedente.

Implementazioni RAID
La gestione dei sistemi RAID può essere affidata a soggetti diversi:
-sistema operativo, anche se il RAID con bit di parità risulta essere abbastanza lento
-livello hardware, usando l'adattatore del BUS della macchina (HBA). In questo caso solo i dischi connessi direttamente all'HBA possono usufruire della gestione a RAID.
-livello hardware, usando un sistema interno alla batteria di dischi. In questo modo le batterie possono far parte di una rete SAN, consentendo a vari terminali di accedere alla batteria stessa.
-livello virtuale, usando la virtualizzazione dei dischi a livello di SAN. In questo caso un dispositivo gestisce gli accessi alla memoria.
E' possibile gestire funzioni di snapshot e di replica. Per replica si intende la possibilità di scrivere automaticamente su più dischi diversi in modo sincrono o asincrono.
Le strutture RAID possono essere applicate anche per la memorizzazione su disco magnetico, in modo tale che, in caso di perdita di qualche dato sia possibile recuperare le informazioni, senza dover ritrasmettere il byte perso.

Problemi connessi a RAID
I sistemi RAID non assicurano che i dati siano sempre disponibili all'OS. In più le operazioni di scrittura non completate, se non ripristinate in maniera corretta, potrebbero creare problemi di coerenza.
Per risolvere tali problemi, ZFS, il file system di Solaris, ricorre al checksum interno per ogni blocco. In caso di problemi di coerenza è possibile individuarli mediante il checksum, che risiede nel blocco sottoposto a controllo. Nonostante la gestione del checksum, ZFS risulta avere buone prestazioni.