RAID CLASES O TIPOS. RAID 0 unión de discos físicos en paralelo.

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Andrés Vera Méndez
hace 7 años
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1 RAID Los servidores son ordenadores de rendimiento continuo, por lo tanto de funcionamiento las 24 horas del día, los 365 (366) días al año. Para ello tienen redundancia de discos duros; RAID (Redundant Array of Independent Disk.) Raid es el sistema formado por conjuntos de discos configurados para trabajar juntos con el objetivo de proporcionar discos íntegros y tolerantes a fallos, capaces de detectar y solucionar errores en la lectura y en la escritura de datos. Surgen para ofrecer una solución a los problemas de falta de velocidad y capacidad de los discos duros, al trabajo continuado y a la sustitución de los mismos sin perder datos, para lo que aportan un sistema o seguridad, gracias a que permiten la redundancia de datos. CLASES O TIPOS RAID 0 unión de discos físicos en paralelo. Distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos sin información de paridad o redundancia. Ni corrige errores, ni es tolerante a fallos, por lo que en realidad no es un verdadero RAID. También carece de control de paridad. Proporciona una visión virtual unificada de los distintos discos duros físicos. Al no ser tolerante a fallos si un disco se estropea, se pierden sus datos. La capacidad total del disco lógico es igual a la suma de los discos físicos. (en algunos casos sólo alcanza la capacidad del disco físico menor multiplicada por el número de discos físicos). Divide los datos en bloques que escribe un bloque en cada disco. Así consigue mayor velocidad de escritura y lectura. Si el RAID trabaja con varias controladoras, cada una con un solo disco duro, la velocidad todavía es mayor. Por eso es aconsejable en operaciones secuenciales con ficheros de gran tamaño. Por lo tanto, este array es aconsejable en aplicaciones de tratamiento de imágenes, audio, video o CAD/CAM, juegos. Se usa para la edición de vídeo.

2 Ventaja: Posibilita un gran volumen de datos con discos pequeños. Hoy con discos de Terabytes esto ya no tiene tanta importancia. Y también consigue mayor velocidad de acceso a datos. Pero no existe garantía de integridad de los datos. Aumentan la carga de los procesadores. Ser incrementa el consumo del equipo. La pérdida de uno de los discos provoca la caída del sistema y las posibilidades de recuperación son prácticamente 0. la BIOS RAID debe ser capaz de leer los metadatos de los miembros del conjunto para reconocerlo adecuadamente y hacerlo disponible al sistema operativo, lo que es totalmente imposible si está integrada en la placa Base y también si las controladoras son de distinta marca o serie. Cualquier posibilidad de recuperación pasa por copias de seguridad externas. RAID 1: Mirroring Permite ver un solo disco lógico, aunque tiene dos físicos, en los que graba y guarda exactamente lo mismo. Si cae uno el otro permite seguir actuando mientras se sustituye. Un disco es espejo del otro. Es de redundancia total y en ello basa la tolerancia a fallo y la integridad de los datos. El aumento de capacidad de almacenamiento requiere la instalación de discos de dos en dos; por pares, no por unidades. Para incrementar el rendimiento conviene que cada disco tenga su propia controladora. Es un sistema apropiado en entornos donde la disponibilidad es crítica 24 horas al día. En estos casos el servicio se implementa con discos en espera (hot spare o standby hot spare) que entran en funcionamiento si uno de los dos de servicio se estropea. Por el procedimiento denominado recomposición (rebuilding) hará una recuperación de todos los datos en el nuevo espejo. RAID 2 No se utiliza. Su división es a nivel de bit. Usa código hamming. Es de acceso en paralelo. Utiliza otro método para mejorar la confiabilidad, el código Hamming. Cada byte de datos almacenado está "repartido" entre los discos del raid. Los discos están sincronizados para funcionar al unísono. Las tasas de transferencia son altísimas. En teoría necesitaría 39 discos en funcionamiento; 32 para datos y 7 para corrección. RAID 3 (raramente usado)

3 Divide los datos en bytes; primero en bloques y después en bits y va repartiendo los bloques en bytes que deposita en los discos duros físicos. En otro guarda los de paridad, que normalmente requiere mucho menos espacio que los datos, por lo que es un disco poco aprovechado. Si un disco falla, con los que quedan y el de paridad se recupera. Si falla el de paridad, se recupera con los otros dos. No es de alto rendimiento por tiempo dedicado a la división en bytes. Detecta y corrige. El input/output se realiza a todos los discos al mismo tiempo. Ofrece altas tasas de transferencia, alta fiabilidad y alta disponibilidad, a un coste inferior que un (RAID 1). Por su forma de dividir debe activar todos los discos para una lectura, lo que impide atender a varias peticiones al mismo tiempo. RAID 4 Como el anterior tiene un disco dedicado a la paridad, con igual inconveniente de aprovechamiento, pero divide los datos en bloques y no en bytes. Por esta razón su rendimiento es mayor, ya que los discos pueden funcionar independientemente y permitirían responder a varias demandas a la vez, el cuello de botella para ello es el disco de paridad. Permite acceso a los discos duros individualmente. Son necesarios para su funcionamiento un mínimo de tres discos. RAID5 uno de los más usados.

4 Para evitar el inconveniente de desaprovechar el disco dedicado a paridad, a diferencia de los RAID 3 y 4, éste alterna la posición de la paridad, haciendo oscilar su distribución en los distintos discos. Divide los datos en bloques. Como quiera que la información se almacene alternativamente en los distintos discos, logra que la cantidad de disco dedicada a paridad sea similar en todos los discos. El llenado de todos los discos es bastante más homogéneo. Permite la corrección en tiempo real y sobre la marcha. Los bloques de paridad sólo se leen si provocan un fallo en el control de redundancia cíclica., si falla un disco del conjunto, los bloques de paridad de los restantes son combinados matemáticamente con los bloques de datos para reconstruir los datos del disco que ha fallado «al vuelo». También soluciona el problema de cuello de botella que originaba el disco dedicado a paridad. Es el nivel de RAID más eficaz y de gran servicio en las empresas, siendo el de mejor relación rendimiento-coste en un entorno con varias unidades; especialmente indicado para trabajar con sistemas operativos multiusuario. Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar una solución RAID 5, pero su rendimiento óptimo se da a partir de las siete unidades. RAID 5 es la solución más económica y ofrece la mejor relación de precio, rendimiento y disponibilidad para la mayoría de los servidores. La posibilidad de fallo se da si la escritura de una transmisión queda incompleta y el hecho no se detecta. Entonces recibe un bloque de paridad que no se corresponde a los datos y la corrección supondrá falsearlos. RAID 6

5 También divide los datos en bloques y trabaja con dos bloques de paridad lo que le permite recuperar errores de dos discos. Usa una paridad para el conjunto de los bloques y otra para los bloques uno. Los bloques de paridad se distribuyen equitativamente entre todos los discos. Ofrece una altísima tolerancia a los fallos y a las caídas de discos. El coste de implementación es mayor que el de otros niveles RAID, ya que las controladoras requeridas para soportar esta doble paridad son más complejas y caras que las de otros niveles RAID. Así pues, comercialmente no tiene menor salida. RAID 0+1 Combina el RAID 0 y el RAID 1, con lo que consigue mayor velocidad y mayor tolerancia a los fallos. No sólo fracciona los datos sino que también duplica los discos para conseguir redundancia de los datos. Logra gozar de las ventajas de los dos RAID que combina. No puede trabajar con menos de cuatro discos. Solo dos de ellos almacenan datos. Se implementa por pares de discos; ello significa que el coste de almacenamiento se dobla. Cada bloque de discos es una copia exacta del otro. Se utiliza normalmente en entornos como servidores de aplicaciones y de web. Es el RAID más rápido y seguro pero también el más costoso. Sin embargo, sólo es capaz de recuperación segura si falla un disco; si fallarán dos ya sería irrecuperable, salvo que ambos fueran de la misma ramificación. Los discos Serial ATA de gran capacidad son más proclives a los fallos porque la tecnología de corrección de errores de bits no han sido capaces de mantener el ritmo de rápido incremento de las capacidades de los discos. Por su vulnerabilidad, las empresas están tendiendo a híbridos como RAID y RAID RAID 1+0 o RAID 10

6 Es la estructura inversa del 0+1. Por cada división de RAID1 pueden fallar todos los discos menos uno. Deben reemplazarse porque en otro caso, el fallo del que queda supondrá la pérdida de todos los datos. Tiene mayores riesgos que el RAID 0+1. Ambos empiezan a ser sustituidos por RAID híbridos RAID (paridad única) y RAID de paridad dual).

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