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  • 1. 1PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADORSEDE SANTO DOMINGOESCUELA DE SISTEMASDISEÑO DE COMPUTADORASARREGLO DE DISCOS EN MÁQUINAS VIRTUALESJAIME VILCAJOSE SILVAING. MILTON ANDRADESANTO DOMINGO – ECUADOR2013I. INTRODUCCIÓNRAID (Redundant Array of Inexpensive Disks): Consiste en una serie de sistemas para organizar variosdiscos como si de uno solo se tratara pero haciendo que trabajen en paralelo para aumentar lavelocidad de acceso o la seguridad frente a fallos del hardware o ambas cosas.
  • 2. 2Raid es una forma de obtener discos duros más grandes, más rápidos, más seguros y más baratosaprovechando la potencia de la CPU para tareas que necesitan circuitos especializados y caros.Objetivo General· Investigar y exponer sobre los arreglos de discos en máquinas virtuales.Objetivos Específico· Analizar el tema investigado y obtener conclusiones concretas.· Conocer màs sobre los arreglos de discos.II. CUERPO DEL TRABAJOUn arreglo redundante de discos independientes (RAID por sus siglas en inglés) es típicamenteimplementado para la protección de la información o incremento del desempeño al acceso de los discosduros. Existen varios tipos de arreglos y los más usados en la industria son: 0, 1, 5 y el 0+1 ó 10, siendoeste último el de mayor desempeño, protección y costo.¿Qué son los Arreglos de Discos RAID?RAID proviene del acrónimo del inglés “Redundant Array of Independent Disks”, que significa matrizredundante de discos independientes. RAID es un método de combinación de varios discos duros paraformar una unidad lógica única en la que se almacenan los datos de forma redundante. Ofrece mayortolerancia a fallos y más altos niveles de rendimiento que un sólo disco duro o un grupo de discos durosindependientes.Tipos de Arreglo de Disco RAID.Este arreglo es conocido como distribuido (striping), porque utiliza un sistema que utiliza a los discoscomo uno solo, teniendo un conjunto de cabezas independientes para su uso. La información es divididaen bloques de datos que se distribuyen en todos los discos del arreglo. EL RAIDø incrementa eldesempeño, la lectura y escritura de la información al escribir un solo dato con varias cabezas de formasimultánea. Ejemplo: un dato de 8 bits se divide en todos los discos escribiendo 2 bits en cada uno deforma simultánea. Esto es más rápido que escribir 8 bits de forma serial con una sola cabeza. Este tipode arreglo no tiene nivel de protección. En caso de la falla de un disco, se perdería toda la información.
  • 3. 3Niveles RAIDLo siguiente es una breve descripción de lo que soportan los parches RAID de Linux. Parte de estainformación es información RAID absolutamente básica, aunque he añadido unas pocas reseñas de loque hay de especial en la implementación de Linux de los niveles. Simplemente,sáltate en esta sección siconoce RAID. Regrese después cuando tenga problemas.Los actuales parches RAID para Linux soporta los siguientes niveles:● Modo Lineal (Linear mode)○ Dos o más discos se combinan en un único dispositivo físico. Los discos se «adjuntan»unos a otros de tal manera que las escrituras en el dispositivo RAID primero llenarán eldisco 0, a continuación el disco 1 y así sucesivamente. Los discos no tienen porqué serdel mismo tamaño.○ No existe redundancia en este nivel. Si un disco falla perderá toda su información contoda probabilidad. Sin embargo, puede tener suerte y recuperar algunos datos, ya que elsistema de ficheros simplemente habrá perdido un gran puñado de datos consecutivos.○ El rendimiento de las lecturas y las escrituras no se incrementará paralecturas/escrituras individuales. Pero si varios usuarios usan el dispositivo, puede tenerla suerte de que un usuario use efectivamente el primer disco y el otro usuario acceda aficheros que por casualidad residan en el segundo disco. Si esto ocurre, verá unaumento en el rendimiento.● RAID-0○ También llamado modo striping o de distribución por bandas. Como el modo lineal salvoque las lecturas y escrituras se realizan en paralelo en los dispositivos. Éstos deben teneraproximadamente el mismo tamaño. Puesto que todos los accesos se realizan enparalelo, los discos se llenan por igual. Si un dispositivo es mucho mayor que los otrosdemás, el espacio extra se utilizará en el dispositivo RAID durante las escrituras en elextremo superior, aunque sólo se accede a este disco más grande. Naturalmente, estoperjudica el rendimiento.○ Como en el modo lineal, tampoco hay redundancia en este nivel. A diferencia del modolineal, no será capaz de recuperar ningún dato si un disco falla. Si elimina un disco de ungrupo RAID-0, el dispositivo RAID no perderá simplemente un bloque consecutivo dedatos, sino que se llenará con pequeños agujeros por todo el dispositivo.Probablemente, e2fsck no sea capaz de recuperar gran cosa.○ El rendimiento de las lecturas y las escrituras se incrementará, ya que las lecturas y lasescrituras se realizan en paralelo sobre los dispositivos. Normalmente, ésta es la razónprincipal para usar RAID-0. Si los buses a los discos son suficientemente rápidos, puedeobtener casi N*P MB/seg.● RAID-1
  • 4. 4○ Este es el primer modo que realmente tiene redundancia. RAID-1 se puede usar en doso más discos con cero o más discos de reserva. Este modo mantiene en un disco unduplicado exacto de la información del otro(s) disco(s). Por supuesto, los discos debenser del mismo tamaño. Si un disco es mayor que otro, su dispositivo RAID será deltamaño del disco más pequeño.○ Si se eliminan (o fallan) hasta N-1 discos, los datos permanecerán intactos. Si existendiscos de reserva disponibles y el sistema (es decir, las controladoras SCSI o los chipsetsIDE, etc.) sobreviven al desastre, comenzará inmediatamente la reconstrucción de unduplicado en uno de los discos de reserva, después de la detección del fallo del disco.○ Normalmente, el rendimiento de las lecturas aumenta hasta casi N*P, mientras que elrendimiento de las escrituras es el mismo que el de un único dispositivo o, tal vez,incluso menos. Las lecturas se pueden hacer en paralelo pero, cuando se escribe, la CPUdebe transferir N veces la cantidad de datos que normalmente transferirá (recuerde, sedeben enviar N copias idénticas de todos los datos a los discos).● RAID-4○ Este nivel de RAID no se usa con mucha frecuencia. Se puede usar sobre 3 o más discos.En lugar de duplicar completamente la información, guarda información de paridad enun único disco y escribe datos a los otros discos de forma parecida a un RAID-0. Ya queuno de los discos se reserva para información de paridad, el tamaño del array será (N-1)*S, donde S es el tamaño del disco más pequeño del array. Como en un RAID-1, losdiscos deben ser del mismo tamaño, o de lo contrario tendrá que aceptar que el valorde S en la fórmula (N-1)*S anterior será el tamaño del disco más pequeño del array.○ Si un disco falla, y no es el de paridad, se puede usar la información de paridad parareconstruir todos los datos. Si dos discos fallan, se perderá toda la información. .○ La razón por la que este nivel no se usa con mucha frecuencia es que la información deparidad se guarda en un único disco. Esta información se debe actualizar cada vez quese escribe en uno de los otros discos. Por eso, el disco de paridad se convertirá en uncuello de botella si no es mucho más rápido que los otros discos. Sin embargo, si porpura casualidad tuviera muchos discos lentos y un disco muy rápido, este nivel de RAIDpodría resultar muy útil.● RAID-5○ Este es quizás el modo RAID más útil cuando uno desea combinar un mayor número dediscos físicos y todavía conservar alguna redundancia. RAID-5 se puede usar sobre 3 omás discos, con cero o más discos de reserva. El tamaño del dispositivo RAID-5resultante será (N-1)*S, tal y como sucede con RAID-4. La gran diferencia entre RAID-5 yRAID-4 es que la información de paridad se distribuye uniformemente entre los discosparticipantes, evitando el problema del cuello de botella del RAID-4.○ Si uno de los discos falla, todos los datos permanecerán intactos, gracias a lainformación de paridad. Si existen discos de reserva disponibles, la reconstruccióncomenzará inmediatamente después del fallo del dispositivo. Si dos discos fallan
  • 5. 5simultáneamente, todos los datos se perderán. RAID-5 puede sobrevivir a un fallo dedisco, pero no a dos o más.○ Normalmente, el rendimiento de las lecturas y las escrituras se incrementará, pero esdifícil predecir en qué medida.● Discos de reservaLos discos de reserva son discos que no forman parte del grupo RAID hasta que uno de los discos activosfalla. Cuando se detecta un fallo de disco, el dispositivo se marca como defectuoso y la reconstrucción seinicia inmediatamente sobre el primer disco de reserva disponible.De esta manera, los discos de reserva proporcionan una buena seguridad extra, especialmente asistemas RAID-5 que tal vez, sean difíciles de lograr (físicamente). Se puede permitir que el sistemafuncione durante algún tiempo con un dispositivo defectuoso, ya que se conserva toda la redundanciamediante los discos de reserva.No puede estar seguro de que su sistema sobrevivirá a una caída de disco. La capa RAID puede quemaneje los fallos de dispositivos verdaderamente bien, pero las controladoras SCSI podrían fallardurante el manejo del error o el chipset IDE podría bloquearse, o muchas otras cosas.● Espacio de intercambio (swap) sobre RAIDNo hay ninguna razón para usar RAID a fin de aumentar el rendimiento del sistema de paginación dememoria (swap). El propio núcleo puede balancear el intercambio entre varios dispositivos sisimplemente les da la misma prioridad en el fichero /etc/fstab.Un buen fstab se parece a éste:/dev/sda2 swap swap defaults,pri=1 0 0/dev/sdb2 swap swap defaults,pri=1 0 0/dev/sdc2 swap swap defaults,pri=1 0 0/dev/sdd2 swap swap defaults,pri=1 0 0/dev/sde2 swap swap defaults,pri=1 0 0/dev/sdf2 swap swap defaults,pri=1 0 0/dev/sdg2 swap swap defaults,pri=1 0 0Esta configuración permite a la máquina paginar en paralelo sobre siete dispositivos SCSI. No necesitaRAID, ya que esa ha sido una característica del núcleo desde hace mucho tiempo.
  • 6. 6Otra razón por la que podría interesar usar RAID para swap es la alta disponibilidad. Si configura unsistema para arrancar desde, por ejemplo, un dispositivo RAID-1, el sistema podría ser capaz desobrevivir a un fallo de disco. Pero si el sistema ha estado paginando sobre el ahora dispositivodefectuoso, puede estar seguro de que se vendrá abajo. El intercambio sobre un dispositivo RAID-1solucionaría este problema.Sin embargo, el intercambio sobre RAID-{1,4,5} NO está soportado. Puede configurarlo, pero fracasará.La razón es que la capa RAID algunas veces reserva memoria antes de realizar una escritura. Estoproduce un bloqueo, quedando en un punto muerto, ya que el núcleo tendrá que reservar memoriaantes de que pueda intercambiar, e intercambiar antes de que pueda reservar memoria.III. CONCLUSIONES● Las infraestructura de almacenamientos de discos se remonta desde los arreglos dediscos llamados RAID. Estos arreglos tienen niveles, los cuales ayudan a mejorar laredundancia y contingencia.● Mejora la posibilidad de combinar varios discos físicos en un único dispositivo virtualmás grande, o mejoras en el rendimiento y redundancia.IV. BIBLIOGRAFÍA● http://www.monografias.com/trabajos14/discosraid/discosraid.shtml● http://sg.com.mx/content/view/516● http://es.tldp.org/COMO-INSFLUG/COMOs/Software-RAID-Como/Software-RAID-Como-2.html● http://es.tldp.org/COMO-INSFLUG/COMOs/Software-RAID-Como/Software-RAID-Como-2.html