Tema: Configuración de arreglos redundantes de discos duros (RAID).

Transcripción

1 1 Tema: Configuración de arreglos redundantes de discos duros (RAID). Objetivo general Configurar arreglos RAID en discos duros para obtener una mayor tolerancia a fallos, rendimiento y capacidad. Objetivos específicos Utilizar una máquina virtual para simulación de RAID por software. Conocer las diferencias entre un disco Básico y uno Dinámico. Materiales y equipo 1 Computadora personal con 512MB de RAM, sistema operativo Linux y el software de virtualización VirtualBox, que cuente con una máquina virtual con Windows Server Introducción teórica RAID (Redundant Array of Independent Disks) es una tecnología de almacenamiento que hace uso de varias unidades de disco duro (a menudo de bajo costo) en un mismo equipo, con el fin lograr una serie de beneficios adicionales a los que el uso de una única unidad proporciona. Los arreglos RAID pueden ser logrados mediante hardware o software, según las disposiciones de los equipos con que se cuente. Los beneficios de la tecnología RAID incluyen: Mayor confiabilidad: es posible que uno de los discos duros del arreglo falle, sin que esto provoque que se pierdan datos. Mayor calidad de servicio: Si uno de los discos falla, el sistema no para de operar. Si el controlador de disco lo permite (SATA o SCSI), es posible incluso cambiar el disco malo sin apagar el sistema en el que se encuentra, lo que se conoce como

2 hot swapping o intercambio en caliente. Mayor velocidad de acceso: Varios discos operando al mismo tiempo significa que se pueden realizar varias operaciones de lectura/escritura simultáneamente, de manera que se logra mayor rendimiento paralelizando el proceso. La tecnología RAID define diferentes niveles o modos de agrupación de los discos, los cuales son numerados con los números comenzando desde el cero. Cada uno otorga diferentes beneficios o ventajas, según la topología con que cuentan. Los modos RAID incluyen: RAID 0: Es el modo más básico de operación. En este modo, se combinan varios discos de tal manera que se obtiene una unidad más grande, con una capacidad total igual a la suma de las capacidades individuales. Este modo provee una mejor velocidad de acceso, ya que los datos se distribuyen uniformemente entre los discos. Contradictorio a su nombre, el RAID 0 no es redundante, ya que la información no se almacena de manera duplicada y la falla de un disco provoca la pérdida de datos. RAID 1: En este modo se guardan los datos de manera duplicada entre los discos involucrados, de tal manera que si uno falla, los otros discos contienen copias idénticas de la misma información. En este modo no se obtiene mejor velocidad de acceso, ya que si bien los datos se escriben y leen de manera simultánea, también lo hacen de manera redundante entre los discos. RAID 3 y 4: En estos modo se utilizan al menos 3 discos, guardando la información de manera redundante a través de lo que se conoce como disco de paridad. En esta configuración, la velocidad de lectura se maximiza, mas no así la velocidad de escritura. Si alguno de los discos falla, es posible reconstruir su contenido contrastando la información de los otros 2 discos. La capacidad de almacenamiento total es igual al de la suma de los discos involucrados menos el disco de paridad; mientras que la diferencia entre el modo 3 y 4 es que el primero distribuye los datos a nivel de bytes, mientras que el segundo lo hace a nivel de bloques. RAID 5: Este es similar al modo RAID 3 y 4 pero el esquema de paridad es mucho más avanzado, ya que se usa lo que se conoce como paridad distribuida, en la cual se distribuye la paridad 2

3 entre todos los discos involucrados, requiriendo que al menos 2 discos estén presentes en todo momento. De igual manera, si uno de los discos falla, es posible reconstruir su información a partir de los demás discos. 3 Procedimiento Parte I Configuración de los discos duros. 1. Arranque su computadora utilizando el sistema operativo Linux. Inicie el software VirtualBox desde el menú Aplicaciones- >Accesorios->VirtualBox OSE. 2. Diríjase al administrador de medios virtuales, y cree 2 discos duros de almacenamiento con expansión dinámica de 20GB cada uno. Nómbrelos HDD Raid 1 y HDD Raid 2 respectivamente. 3. Configure la computadora virtual con Windows 2003 server, de manera que incluya las dos unidades de disco creadas en el paso anterior (revise la guía de virtualización para ver los pasos). La conexión de las mismas (controlador primario/secundario o configuración de maestro/esclavo) puede ser ignorada. 4. Proceda a iniciar la computadora virtual con Windows Server Cuando se le solicite presionar Ctrl + Alt + suprimir presione en vez la tecla ctrl (la de lado derecho) mas la tecla suprimir, o bien diríjase al menú de la máquina virtual y seleccione la opción Insert Ctrl-Alt-Del, luego inicie sesión con la cuenta de administrador por defecto (deje la contraseña en blanco). 5. Diríjase al menú: Inicio->Todos los programas->herramientas administrativas->administración de equipos. Aparecerá una ventana con un árbol de categorías, diríjase a la que se encuentra en la siguiente ubicación: Administración del equipo (local)- >Almacenamiento->Administración de discos. Si aparece un cuadro de asistente para inicialización de discos, haga click en cancelar. Verá una ventana como la siguiente:

4 4 Figura 1 Administrador de discos de Windows Proceda a inicializar ambos discos haciendo click derecho sobre el nombre de cualquiera de ellos al lado izquierdo, y seleccionando la opción inicializar disco, aparecerá el siguiente cuadro: Figura 2 Ventana de inicialización de discos. Haga click en aceptar, lo cual provocará que el sistema operativo cree la tabla de particiones en cada uno ellos para poder comenzar a utilizarlos. 7. En este momento, los discos están configurados para ser usados como discos básicos, es decir, que se pueden usar y particionar de la manera normal (no conjunta). Para poder configurarlos en

5 arreglos RAID, es necesario convertirlos en discos dinámicos. Para ello, haga click derecho nuevamente sobre el nombre de cualquier disco, y seleccione la opción Convertir en disco dinámico.... Aparecerá una ventana como la siguiente: 5 Figura 3 Ventana de conversión de discos. Seleccione únicamente los discos nuevos que acaba de instalar (no modifique la unidad de sistema), y haga click en aceptar. Parte II Creación de un arreglo RAID nivel Proceda a crear un nuevo volumen RAID haciendo click derecho sobre el área de datos de cualquiera de los nuevos discos y seleccionando la opción Nuevo Volumen.... Aparecerá un asistente para creación de volúmenes. Haga click en siguiente en el primer paso. 9. En el segundo paso del asistente seleccione el tipo de volumen Seccionado, haga click en siguiente. 10. En el tercer paso aparecerá un cuadro donde podrá elegir cómo distribuir el volumen entre los discos. Agregue ambos discos al arreglo y establezca una capacidad de MB (Es decir, 10GB que es la mitad de cada disco). Su arreglo debería verse como en la siguiente figura:

6 6 Figura 4 Asistente de creación de volúmenes. 11. En el siguiente paso del asistente seleccione la opción de asignar una letra de unidad. Cualquier letra de unidad que esté libre, como puede ser la E (la que va después de la D del CD-ROM), está bien. Haga click en siguiente. 12. El siguiente paso consiste en dar formato al nuevo arreglo. Seleccione el sistema de archivos NTFS, deje el tamaño de la unidad de asignación en predeterminado, asigne una etiqueta al volumen (por ejemplo: RAID0 ) y seleccione la opción de dar formato rápido. Haga click en siguiente y luego en finalizar. 13. Una vez el proceso de creación termine, proceda a verificar que se pueden guardar datos en la unidad. Copie o genere varios archivos dentro de la misma para comprobarlo. Verifique cuál es la capacidad del nuevo volumen y anótela:. Parte III Creación de un arreglo RAID nivel Siempre dentro del administrador de discos proceda a crear un nuevo volumen haciendo click derecho sobre el espacio libre de cualquiera de las unidades, y seleccionando la opción de nuevo volumen.

7 15. Esta vez, seleccione el tipo de volumen Reflejado, y asigne toda la capacidad restante al arreglo. No olvide incluir ambos volúmenes en el proceso. 16. Asigne la siguiente letra de unidad libre después de la utilizada en la segunda parte. Formatee la unidad de disco de la misma manera que la anterior, usando sistema de archivos NTFS y formato rápido. Su configuración debería verse como en la siguiente figura: 7 Figura 5 Distribución resultante de los volúmenes. 17. Cuando el administrador de discos termine el formato, se iniciará automáticamente el proceso de sincronización de las unidades. Espere a que dicho proceso termine y comience a probar la unidad almacenando archivos en ella. Determine la capacidad de la nueva unidad y anótela:. 18. Cuando termine de probar la unidad proceda a romper el volumen reflejado, de manera que se termine con dos copias separadas de los datos. Para ello, haga click derecho sobre cualquiera de las mitades del volumen y seleccione la opción Romper volumen reflejado.... En el cuadro de confirmación haga click en Si para continuar. 19. Corrobore que le aparezcan ahora 2 unidades en el explorador de

8 archivos. Que puede decir de los archivos contienen ambas unidades? Que capacidad tiene cada unidad?. 20. Para reconstruir el espejo, será necesario borrar una de las particiones, ya que se requiere espacio libre para ello. Borre cualesquiera de las dos mitades haciendo click derecho sobre la misma dentro del administrador de discos y seleccionando la opción Eliminar volumen.... Haga click en Si en el cuadro de confirmación. 21. Reconstruya el espejo haciendo click derecho sobre la mitad restante del volumen anteriormente reflejado, y seleccione la opción Agregar espejo.... Seleccione el otro disco de la lista de unidades disponibles y haga click en Agregar espejo. 22. Una vez los volúmenes se sincronicen, vuelva a comprobar que los archivos que incluyó existan en el mismo lugar. Una vez finalice 8 Análisis de resultados Cómo explica la capacidad del volumen que se obtuvo en la creación del arreglo RAID 0? Porqué se obtuvo una capacidad diferente en el volumen RAID 1? Que relación existe con el RAID 0? Suponiendo que una unidad de disco falla en la máquina virtual. Cual sería el proceso para reemplazarla y volver a recuperar el arreglo RAID 1? Que ocurriría con el arreglo RAID 0?