RAID 0+1

RAID
(Redundant Array of Independents Disk)
Presentado por: María Veloz
1
Contenido
1) Términos RAID
2) ¿Que es RAID?
3) Historia
4) Niveles RAID estándard
5) Niveles Anidados

RAID 0
RAID 1

RAID 2
RAID 3

RAID 4
RAID 5

RAID 6
RAID 0+1
RAID 1+0
RAID 30
RAID 100
RAID 50
6) Cuadro Resumen
7) RAID: Hardware vs Software
8) Conclusiones
2
1)Términos RAID




Striping es la distribución de los datos entre varios discos.
Es el acto de unir 2 o mas discos en uno solo logico
Duplicación es la copia de datos en más de un disco.
Normalmente, las matrices RAID duplicadas permiten el fallo
de al menos un disco en la matriz sin pérdida de datos.
Tolerancia de fallos permite que una matriz RAID continúe
funcionando (por ejemplo, los datos almacenados en la matriz
siguen disponibles para el usuario) en caso de una falla del
disco.
Hot Swap: Habilidad de sustituir un dispositivo o componente
defectuoso de un sistema y reemplazarlo por otro sin apagar
el sistema y sin interferir en las funciones de otros
dispositivos. También llamado "cambio en caliente".
3
1)Términos RAID
(continuación)
•
Mejorar del Rendimiento/ Velocidad: RAID permite a varias unidades
trabajar en paralelo, lo que aumenta el rendimiento del sistema.
•
Mayor Fiabilidad: RAID emplea dos técnicas para aumentar la fiabilidad:
• La redundancia de los datos implica el almacenamiento de los mismos
datos en más de una unidad. Es muy eficaz pero también es muy
costoso.
• La paridad de datos se realiza mediante un algoritmo matemático. Es
menos costoso que la redundancia, ya que no requiere el uso de un
conjunto redundante de unidades de disco.
•
Alta Disponibilidad: Se divide en dos aspectos:
• La integridad de los datos, capacidad de obtener los datos adecuados
en cualquier momento. Reparación dinámica de sectores (debidos a
errores de software)
La tolerancia a fallos capacidad para mantener los datos disponibles en
caso de que se produzcan uno o varios fallos en el sistema.
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2)¿Qué es RAID?
•
RAID (Redundant Array of Independents Disk), significa matriz redundante de
discos independientes.
•
RAID es un método de combinación de varios discos duros para formar una
única unidad lógica en la que se almacenan los datos de forma redundante.
Ofrece mayor tolerancia a fallos y los más altos niveles de rendimiento que un
sólo disco duro o un grupo de discos duros independientes.
•
Si se produce un fallo, RAID mantiene el servidor activo y en funcionamiento
hasta que se sustituya la unidad defectuosa.
•
RAID ofrece varias opciones, llamadas niveles RAID, cada una de las cuales
proporciona un equilibrio distinto entre tolerancia a fallos, rendimiento y coste.
•
Los sistemas RAID profesionales deben incluir los elementos críticos por
duplicado: fuentes de alimentación y ventiladores redundantes y Hot Swap.
De poco sirve disponer de un sistema tolerante al fallo de un disco si después
falla por ejemplo una fuente de alimentación que provoca la caída del sistema.
5
3) Historia
 A Norman Ouchi de IBM le fue concedida en 1978 la Patente
USPTO nº 4.092.732, titulada «Sistema para recuperar datos
almacenados en una unidad de memoria averiada» (System for
recovering data stored in failed memory unit), cuyas demandas
describen los que más tarde sería denominado escritura totalmente
dividida (full striping).
 La tecnología RAID fue definida por primera vez en 1987 por un
grupo de informáticos de la Universidad de California, Berkeley.
 En 1988, los niveles RAID 1 a 5 fueron definidos formalmente por
David A. Patterson, Garth A. Gibson y Randy H. Katz en el ensayo
«Un Caso para Conjuntos de Discos Redundantes Económicos
(RAID)»
6
4) Niveles RAID estándar
 Los niveles RAID más usados son:
 RAID 0: Conjunto dividido
 RAID 1: Conjunto en espejo
 RAID 5: Conjunto dividido con paridad distribuida
 A continuación se mostrará los RAID estándar







RAID 0
RAID 1
RAID 2
RAID 3
RAID 4
RAID 5
RAID 6
7
RAID 0
Disk Striping "La más alta transferencia, pero sin tolerancia a fallos".
•
•
Los datos se desglosan en pequeños segmentos y
se distribuyen entre varias unidades. Este nivel de
"array" o matriz no ofrece tolerancia al fallo.
El fallo de cualquier disco de la matriz tendría como
resultado la pérdida de los datos y sería necesario
restaurarlos desde una copia de seguridad.
•
La velocidad de transferencia de datos aumenta en
relación al número de discos que forman el conjunto.
•
•
Aplicación:
Tratamiento de imágenes, audio, video o CAD/CAM,
es decir, almacenamiento a gran velocidad
Se necesita un mínimo de dos unidades de disco
para implementar una solución RAID 0.
•
8
RAID 1:
Mirroring "Redundancia. Más rápido que un disco y más seguro"
• Requiere al menos 2 unidades.
• La capacidad disponible conjunta de ambas
unidades está limitada a la del disco más
pequeño.
• Si falla uno de los discos físicos, los datos
están disponibles al instante en el segundo
disco.
• Aplicaciones:
• RAID 1 proporciona la máxima seguridad de los
datos en el caso de un fallo de disco único.
• Los datos se escriben dos veces, el
rendimiento se reduce ligeramente durante la
escritura.
• RAID 1 es una excelente elección cuando la
seguridad es más importante que la velocidad.
9
RAID 2:
"Acceso paralelo con discos especializados. Redundancia a través del
código Hamming"
• Adapta la técnica usada para
detectar y corregir errores en
memorias de estado sólido.
• RAID 2 no se ha implementado
como producto comercial.
Requiere características
especiales en los discos, es
decir, no usa discos
estándares.
10
RAID 3:
"Acceso síncrono con un disco de paridad dedicado"
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dedica un único disco al almacenamiento de
información de paridad.
La información de ECC (Error Checking and
Correction) se usa para detectar errores.
La operación I/O accede a todos los discos al
mismo tiempo.
Se necesita un mínimo de tres unidades para
implementar una solución RAID 3.
Aplicaciones:
RAID 3 proporciona una excelente seguridad
de los datos para entornos donde se leen
archivos largos y secuenciales, como archivos
de vídeo.
La avería del disco no produce una
interrupción del servicio, porque los datos se
leen desde bloques de paridad.
RAID 3 es útil para las personas que
necesitan rendimiento y un acceso constante
a sus datos, como editores de vídeo.
11
RAID 4:
"Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad."
• Dedica un disco para guardar la
información de paridad de los
otros discos.
• Este nivel de RAID se
implementa poco
comercialmente.
• Se necesita un mínimo de tres
unidades para implementar una
solución RAID 4.
• La diferencia con el RAID 3 está
en que se puede acceder a los
discos de forma individual.
12
RAID 5:
"Acceso independiente con paridad distribuida."
•
•
Este array ofrece tolerancia al fallo, pero además,
optimiza la capacidad del sistema permitiendo una
utilización de hasta el 80% de la capacidad del
conjunto de discos.
Si cualquiera de las unidades de disco falla, se
puede recuperar la información en tiempo real,
sobre la marcha, mediante una simple operación de
lógica de O exclusivo, sin que el servidor deje de
funcionar.
•
Aplicaciones:
•
RAID 5 combina la seguridad de datos con la
utilización eficaz del espacio de disco. La avería del
disco no produce una interrupción del servicio,
porque los datos se leen desde bloques de paridad.
RAID 5 es útil para las personas que necesitan
rendimiento y un acceso constante a sus datos,
como editores de vídeo.
•
13
RAID 6:
"Acceso independiente con doble paridad"
•
Similar al RAID 5, pero incluye un segundo
esquema de paridad distribuido por los distintos
discos y por tanto ofrece tolerancia
extremadamente alta a los fallos y a las caídas
de disco, ofreciendo dos niveles de redundancia.
•
•
Aplicaciones:
RAID 6 proporciona fiabilidad de datos con el
añadido de una reconstrucción eficaz en caso de
avería de disco.
Por tanto, RAID 6 es útil para personas que
necesitan auténtica seguridad con menos énfasis
en el rendimiento.
Buena elección para aplicaciones criticas
•
•
14
RAID 5E y RAID 6E
 Se suele llamar RAID
5E y RAID 6E a las
variantes de RAID 5 y
RAID 6 que incluyen
discos de reserva.
Estos discos pueden
estar conectados y
preparados (hot
spare) o en espera
(standby spare).
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5) Niveles Anidados
Muchas controladoras permiten anidar niveles RAID, es
Los niveles RAID anidados más comúnmente usados son:
 RAID 0+1: Un espejo de divisiones
 RAID 1+0: Una división de espejos
 RAID 30: Una división de niveles RAID con paridad dedicada
 RAID 100: Una división de una división de espejos
 RAID 50
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RAID Anidados
RAID 0+1
Un RAID 0+1 (también llamado
RAID 01, que no debe confundirse
con RAID 1) es un RAID usado para
replicar y compartir datos entre
varios discos.
La diferencia entre un RAID 0+1 y un
RAID 1+0 es la localización de cada
nivel RAID dentro del conjunto final:
un RAID 0+1 es un espejo de
divisiones
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RAID Anidados
RAID 1+0
 Un RAID 1+0, a veces
llamado RAID 10, es
parecido a un RAID 0+1
con la excepción de
que los niveles RAID
que lo forman se
invierte: el RAID 10 es
una división de espejos.
 Buena elección para
base de datos
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RAID Anidados
RAID 30

El RAID 30 o división con conjunto
de paridad dedicado es una
combinación de un RAID 3 y un
RAID 0.

El RAID 30 proporciona tasas de
transferencia elevadas combinadas
con una alta fiabilidad a cambio de
un coste de implementación muy
alto.

La mejor forma de construir un RAID
30 es combinar dos conjuntos RAID
3 con los datos divididos en ambos
conjuntos.
Buena elección para aplicaciones no
iteractivas

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RAID Anidados
RAID 100
 Un RAID 100, a veces
llamado también RAID
10+0, es una división
de conjuntos RAID 10.
 El RAID 100 es un
ejemplo de «RAID
cuadriculado», un RAID
en el que conjuntos
divididos son a su vez
divididos
conjuntamente de
nuevo.
 Muy buena elección
para base de datos
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RAID Anidados
RAID 50

Un RAID 50, a veces
llamado también
RAID 5+0, combina
la división a nivel de
bloques de un RAID
0 con la paridad
distribuida de un
RAID 5, siendo pues
un conjunto RAID 0
dividido de
elementos RAID 5.
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6) Cuadro Resumen
Nivel
0
1
2
3
4
5
6
0+1
1+0
30
50
Rendimiento
Si(a)
Si,
E(L)
Si(a)
Si
E(L)
Si(b)
Si
E(L)
Si
Si
S
Si
Si
Integridad
No
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Costo
Si
Si(+)
Si(+)
Si(-)
Si(-)
Si(-)
Si(+)
Si(+)
Si(+)
Si(+
)
Si(+)
Discos Mínimo
2
2
39
D=32
CE=7
3
3
3
3
4
4
6
6
Discos Máximo
16
2
N/A
N/A
16
Implementación
Si
Si
No
Si
Si,
poco
Si
No
Si
Si
Si
Si
Tolerancia a
NO
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Bit
Byte
Bloques/
sectores
Bloques
Si
Cod
Hamming
Si
D
Par
S
Si
Par
Dist
Si
Doble
Par Dist
Si
Si
Si
D
Par
Si
D
Par
Si
Si
Si
Si
Si
22Si
Si
S
Si
Falla
Bit/Bloque/byte
Redundancia
Recuperación
NO
NO
Si
Si
D
P
Bloques
7) RAID: Hardware vs Software
Hardware:
 Es fundamental que el sistema operativo cuente con con los
drivers necesarios para poder manejar la controladora RAID por
Hardware.
 Independencia de la plataforma o sistema operativo, ya que son
vistos por éste como un gran disco duro, y además son mucho
más rápidos.
Software:
 Es el propio sistema operativo el que maneja por software el
RAID. Las ventajas son, que podemos realizar RAID con
particiones en lugar de discos completos, y que no necesitamos
drivers específicos para el manejador del hardware. La
desventaja es que hay un consumo de recursos del sistema
para realizar la gestión del sistema RAID.
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7) RAID: Hardware vs Software
Hardware:
 Ventajas
- Hot swapping
- Capacidad virtualmente
limitada
- Mas fiable
Desventajas
- Alto Costo
- Poca flexibilidad
- Añaden un punto de
fallo al sistema (la
controladora RAID).
Software:
 Ventajas
- Flexible
- Bajo Costo
Desventajas
- Capacidad limitada
- Consumo de CPU
.
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7) RAID Software, Ejemplo
Creación del RAID1
Tenemos 2 discos duros de 2Gb, con los cuales vamos a crear RAID1
Para ello debemos crear 2 particiones del mismo tamaño, uno será el
espejo. Para eso usaremos el comando fdisk de la siguiente manera.
Creando 1ra partición para el 1r disco
fdisk /dev/sda
Creando 2da partición para el 2do disco
fdisk /dev/sdb
Mostramos la tabla de particiones de tipo LINUX RAID AUTODETECT
para cada uno
Ahora tenemos sda1 y sdb1 de tipo fd para linux
Una vez creadas las 2 particiones, pasamos a crear el RAID 1. Para
crear el RAID 1 usaremos el comando mdadm con la siguiente
sintaxis:
mdadm --create /dev/md0 --level=1 raid divice=2 /dev/sd[ab]1
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7) RAID Software: Ejemplo
26
7) RAID Software: Ejemplo
Así creamos RAID1 llamado md0 (/dev/md0) que contine las
particiones de los discos (/dev/sda1 y /dev/sdb1)
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7) RAID Software: Ejemplo
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8) Conclusiones
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