RAID 0, 1 y 5. RAID 0 (Data Striping)

Transcripción

1 1 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 RAID 0, 1 y 5 RAID 0 (Data Striping) Un RAID 0 (también llamado conjunto dividido, volumen dividido, volumen seccionado) distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos sin información de paridad que proporcione redundancia. Es importante señalar que el RAID 0 no era uno de los niveles RAID originales y que no es redundante. El RAID 0 se usa normalmente para incrementar el rendimiento, aunque también puede utilizarse como forma de crear un pequeño número de grandes discos virtuales a partir de un gran número de pequeños discos físicos. Un RAID 0 puede ser creado con discos de diferentes tamaños, pero el espacio de almacenamiento añadido al conjunto estará limitado por el tamaño del disco más pequeño (por ejemplo, si un disco de 300 GB se divide con uno de 100 GB, el tamaño del conjunto resultante será sólo de 200 GB, ya que cada disco aporta 100GB). Una buena implementación de un RAID 0 dividirá las operaciones de lectura y escritura en bloques de igual tamaño, por lo que distribuirá la información equitativamente entre los dos discos. También es posible crear un RAID 0 con más de dos discos, si bien, la fiabilidad del conjunto será igual a la fiabilidad media de cada disco entre el número de discos del conjunto; es decir, la fiabilidad total medida como MTTF o MTBF es (aproximadamente) inversamente proporcional al número de discos del conjunto (pues para que el conjunto falle es suficiente con que lo haga cualquiera de sus discos).

2 2 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 1. Para iniciar debemos comenzar con la instalación de OpenSUSE si necesita ayuda puede consultar el tutorial de instalación de OpenSUSE que está en esta página. Cuando llegamos a esta parte de la instalación el sistema nos proporciona una propuesta para la partición de disco que necesitamos, pero nosotros haremos una instalación avanzada y seleccionaremos la opción Create Partition Setup Luego debemos escoger Custom Partitioning (for experts)

3 3 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 2. Luego veremos la pantalla de configuración avanzada de discos. Vemos los dos discos que he instalado par esta práctica Seleccionamos en la parte inferior: Add Partition seleccionamos en este caso una partición primaria y luego escogemos Custom Size para modificar el tamaño de la nueva partición y dejar un espacio disponible para la partición Swap muy importante para el buen funcionamiento del sistema.

4 4 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 3. En la siguiente sección escogemos la opción Do not format Partition, y luego seleccionamos 0xFD Linux RAID, vemos que automáticamente la opción Do not mount Partition es seleccionada. 4. Repetimos estos mismos pasos para el otro disco y la participación que le crearemos y al final tendremos este resultado. Y para agregar RAID:

5 5 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 5. En la parte inferior de la ventana de RAID seleccionamos Add Raid. Y luego hacemos Click en Add All para que se añadan a los discos que formará RAID Cuando damos click en Next nos aparece la parte donde escogemos las opciones de formato.

6 6 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 7. Luego vemos como se creó las el disco dividido en el espacio de los dos discos que agregamos al principio. Para proseguir con la instalación hacemos Click en accept.

7 7 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 Con esto ya estamos listos para proseguir con la instalación.

8 8 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 RAID 1 Un RAID 1 crea una copia exacta (o espejo) de un conjunto de datos en dos o más discos. Esto resulta útil cuando el rendimiento en lectura es más importante que la capacidad. Un conjunto RAID 1 sólo puede ser tan grande como el más pequeño de sus discos. Un RAID 1 clásico consiste en dos discos en espejo, lo que incrementa exponencialmente la fiabilidad respecto a un solo disco; es decir, la probabilidad de fallo del conjunto es igual al producto de las probabilidades de fallo de cada uno de los discos (pues para que el conjunto falle es necesario que lo hagan todos sus discos). Adicionalmente, dado que todos los datos están en dos o más discos, con hardware habitualmente independiente, el rendimiento de lectura se incrementa aproximadamente como múltiplo lineal del número de copias; es decir, un RAID 1 puede estar leyendo simultáneamente dos datos diferentes en dos discos diferentes, por lo que su rendimiento se duplica. Para maximizar los beneficios sobre el rendimiento del RAID 1 se recomienda el uso de controladoras de disco independientes, una para cada disco (práctica que algunos denominan splitting o duplexing).

9 9 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 1. Para iniciar debemos comenzar con la instalación de OpenSUSE si necesita ayuda puede consultar el tutorial de instalación de OpenSUSE que está en esta página. Cuando llegamos a esta parte de la instalación el sistema nos proporciona una propuesta para la partición de disco que necesitamos, pero nosotros haremos una instalación avanzada y seleccionaremos la opción Create Partition Setup Luego debemos escoger Custom Partitioning (for experts), como podemos ver par RAID 1 he escogido tres Discos, aunque pueden ser más.

10 10 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 2. Luego veremos la pantalla de configuración avanzada de discos. Vemos los tres discos que he instalado para esta práctica 3. Seleccionamos en la parte inferior: Add Partition seleccionamos en este caso una partición primaria y luego escogemos Custom Size para modificar el tamaño de la nueva partición y dejar un espacio disponible para la partición Swap muy importante para el buen funcionamiento del sistema.

11 11 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 1. En la siguiente sección escogemos la opción Do not format Partition, y luego seleccionamos 0xFD Linux RAID, vemos que automáticamente la opción Do not mount Partition es seleccionada. Repetimos estos mismos pasos para el otro disco y la participación que le crearemos y al final tendremos este resultado. Y para agregar RAID:

12 12 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 2. Cuando seleccionamos RAID + Add RAID veremos la siguiente ventana en la cual tenemos los discos que formaran u espejo uno del otro. Hacemos Click en Add all. Debemos seleccionar el tipo de RAID que queremos configurar en este caso 1

13 13 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 3. Lego hacemos click en Next Cuando damos click en Next nos aparece la parte donde escogemos las opciones de formato. 4. Como podemos ver ya el RAID 1 está creado solo nos queda proseguir con la instalación. A pesar de que los discos eran de 8 GB la partición tomo el tamaño del disco más pequeño.

14 14 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 RAID 5 Un RAID 5 usa división de datos a nivel de bloques distribuyendo la información de paridad entre todos los discos miembros del conjunto. El RAID 5 ha logrado popularidad gracias a su bajo coste de redundancia. Generalmente, el RAID 5 se implementa con soporte hardware para el cálculo de la paridad. RAID 5 necesitará un mínimo de 3 discos para ser implementado. Cada vez que un bloque de datos se escribe en un RAID 5, se genera un bloque de paridad dentro de la misma división (stripe). Un bloque se compone a menudo de muchos sectores consecutivos de disco. Una serie de bloques (un bloque de cada uno de los discos del conjunto) recibe el nombre colectivo de división (stripe). Si otro bloque, o alguna porción de un bloque, es escrita en esa misma división, el bloque de paridad (o una parte del mismo) es recalculada y vuelta a escribir. El disco utilizado por el bloque de paridad está escalonado de una división a la siguiente, de ahí el término «bloques de paridad distribuidos». Las escrituras en un RAID 5 son costosas en términos de operaciones de disco y tráfico entre los discos y la controladora. Lo anterior se denomina a veces Modo Interino de Recuperación de Datos (Interim Data Recovery Mode). El sistema sabe que un disco ha fallado, pero sólo con el fin de que el sistema operativo pueda notificar al administrador que una unidad necesita ser reemplazada: las aplicaciones en ejecución siguen funcionando ajenas al fallo. Las lecturas y escrituras continúan normalmente en el conjunto de discos, aunque con alguna degradación de rendimiento. La diferencia entre el RAID 4 y el RAID 5 es que, en el Modo Interno de Recuperación de Datos, el RAID 5 puede ser ligeramente más rápido, debido a que, cuando el CRC y la paridad están en el disco que falló, los cálculos no tienen que realizarse, mientras que en el RAID 4, si uno de los discos de datos falla, los cálculos tienen que ser realizados en cada acceso.

15 15 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 1. Para iniciar debemos comenzar con la instalación de OpenSUSE si necesita ayuda puede consultar el tutorial de instalación de OpenSUSE que está en esta página. 2. Cuando llegamos a esta parte de la instalación el sistema nos proporciona una propuesta para la partición de disco que necesitamos, pero nosotros haremos una instalación avanzada y seleccionaremos la opción Create Partition Setup Luego debemos escoger Custom Partitioning (for experts), como podemos ver par RAID 1 he escogido tres Discos, aunque pueden ser más.

16 16 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 3. Luego veremos la pantalla de configuración avanzada de discos. Vemos los tres discos que he instalado para esta práctica 4. Seleccionamos en la parte inferior: Add Partition seleccionamos en este caso una partición primaria y luego escogemos Custom Size para modificar el tamaño de la nueva partición y dejar un espacio disponible para la partición Swap muy importante para el buen funcionamiento del sistema.

17 17 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 5. En la siguiente sección escogemos la opción Do not format Partition, y luego seleccionamos 0xFD Linux RAID, vemos que automáticamente la opción Do not mount Partition es seleccionada. Repetimos estos mismos pasos para el otro disco y la participación que le crearemos y al final tendremos este resultado. Y para agregar RAID:

18 18 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 6. Cuando seleccionamos RAID + Add RAID veremos la siguiente ventana en la cual tenemos los discos que formaran u espejo uno del otro. Hacemos Click en Add all. Debemos seleccionar el tipo de RAID que queremos configurar en este caso Lego hacemos click en Next Cuando damos click en Next nos aparece la parte donde escogemos las opciones de formato.

19 19 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 8. Como podemos ver ya el RAID 5 está creado. A pesar de que los discos eran de 8 GB el tamaño final es el resultado del calculo que hace RAID 5. Luego hacemos click en accept y continuamos con la instalación de nuestro sistema operativo.

20 20 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 RAID a nivel de Software 1. En principio el paquete mdadm viene instalado por defecto en OpenSUSE. Asimismo si no dispones del paquete instalado puedes instalarlo con YaST o bien con el siguiente comando: # zypper install mdadm 2. Debemos tener en cuenta, que puesto que vamos a crear un Software RAID, vamos a utilizar particiones en lugar de discos. Así pues primeramente debemos preparar las particiones que vamos a utilizar para crear la RAID. Para esto podemos utilizar cualquier herramienta de particionamiento. Usaremos el que trae por defecto OpenSUSE, yendo a YaST y luego System y seleccionamos Partitioner Ya hemos visto como crear las particiones en los discos una vez tenemos las particiones listas podemos avanzar-

21 21 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 3. Proseguimos a la creación del md en el que crearemos la RAID. Para ello utilizaremos el comando mknod como se muestra en la siguiente orden: 4. Si ya tuviéramos algún otro array llamado md0, podemos crear un md diferente: md1, md2... Procedemos ahora a crear finalmente la RAID, en este caso crearemos una de nivel 5 con 4 discos Detalles del comando mdadm --create /dev/md0 --level=raid5 --raid-devices=4 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1 : En --create /dev/md0 le indicaremos el md al que vamos a asignar el array. Si hemos escogido otro lo deberemos cambiar aquí. En --level=raid5 indicaremos el tipo de raid que queremos que sea. Los valores validos aquí son: linear, raid0, 0, stripe, raid1, 1, mirror, raid4, 4, raid5, 5, raid6, 6, multipath, mp, fautly. Como vemos algunos de ellos son sinónimos, por lo que para una RAID5 podemos introducir "raid5" o bien "5". Como vemos debemos indicarle las PARTICIONES (no los discos) con las que hacer la RAID, así como el número de particiones: --raid-devices=4 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1 5. Una vez hemos lanzado la orden de creación de RAID, empezarán a trabajar los discos. Este proceso puede durar varias horas dependiendo de la capacidad de los discos y la potencia del ordenador/discos. Podemos visualizar en cualquier momento el estado de éste proceso en el fichero /proc/mdstat:

22 22 PRACTICA NO.22: RAID 0, 1 y 5 6. Una vez creada la RAID solo debemos montarla y formatearla con el sistema de ficheros que deseemos. Para formatear la RAID utilizaremos el comando mkfs: Para montar la RAID añadimos la siguiente línea al fichero /etc/fstab En este caso la ruta de montaje es /dev/raid (escoge la ruta que quieras), con los permisos correspondientes a los usuarios que quieras que accedan a la RAID. Recuerda también que debes especificar qué sistema de archivos es la RAID cambiando ext4... según hayas escogido. Para montar la raid bastara luego con hacer: # mount /dev/raid O bien reiniciar y que OpenSUSE la monte automáticamente en el inicio del sistema. De esta forma ya sabemos cómo configurar RAID en un sistema de OpenSUSE.