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RAID(Redundant Array of Independents Disk)

Presentado por: Mara Veloz

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Contenido1) Trminos RAID2) Que es RAID?3) Historia

5) Niveles AnidadosRAID 0+1RAID 1+0RAID 30RAID 100RAID 50

6) Cuadro Resumen 7) RAID: Hardware vs Software 8) Conclusiones

4) Niveles RAID estndard RAID 0 RAID 1 RAID 2 RAID 3 RAID 4 RAID 5 RAID 6

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1)Trminos RAID Striping es la distribucin de los datos entre varios discos.

Es el acto de unir 2 o mas discos en uno solo logico Duplicacin es la copia de datos en ms de un disco.

Normalmente, las matrices RAID duplicadas permiten el fallo de al menos un disco en la matriz sin prdida de datos.

Tolerancia de fallos permite que una matriz RAID contine 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. Tambin llamado "cambio en caliente".

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1)Trminos RAID(continuacin)

Mejorar del Rendimiento/ Velocidad: RAID permite a varias unidades trabajar en paralelo, lo que aumenta el rendimiento del sistema.

Mayor Fiabilidad: RAID emplea dos tcnicas para aumentar la fiabilidad: La redundancia de los datos implica el almacenamiento de los mismos

datos en ms de una unidad. Es muy eficaz pero tambin es muy costoso.

La paridad de datos se realiza mediante un algoritmo matemtico. 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. Reparacin dinmica 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)Qu es RAID? RAID (Redundant Array of Independents Disk), significa matriz redundante de

discos independientes.

RAID es un mtodo de combinacin de varios discos duros para formar una nica unidad lgica en la que se almacenan los datos de forma redundante. Ofrece mayor tolerancia a fallos y los ms altos niveles de rendimiento que un slo 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 crticos por duplicado: fuentes de alimentacin y ventiladores redundantes y Hot Swap. De poco sirve disponer de un sistema tolerante al fallo de un disco si despus falla por ejemplo una fuente de alimentacin que provoca la cada del sistema.

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3) Historia A Norman Ouchi de IBM le fue concedida en 1978 la Patente

USPTO n 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 ms tarde sera denominado escritura totalmente dividida (full striping).

La tecnologa RAID fue definida por primera vez en 1987 por un grupo de informticos 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 Econmicos (RAID)

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4) Niveles RAID estndar Los niveles RAID ms usados son:

RAID 0: Conjunto dividido RAID 1: Conjunto en espejo RAID 5: Conjunto dividido con paridad distribuida

A continuacin se mostrar los RAID estndar RAID 0 RAID 1 RAID 2 RAID 3 RAID 4 RAID 5 RAID 6

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RAID 0Disk Striping "La ms alta transferencia, pero sin tolerancia a fallos".

Los datos se desglosan en pequeos 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 tendra como resultado la prdida de los datos y sera necesario restaurarlos desde una copia de seguridad.

La velocidad de transferencia de datos aumenta en relacin al nmero de discos que forman el conjunto.

Aplicacin: Tratamiento de imgenes, audio, video o CAD/CAM,

es decir, almacenamiento a gran velocidad Se necesita un mnimo de dos unidades de disco

para implementar una solucin RAID 0.

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RAID 1: Mirroring "Redundancia. Ms rpido que un disco y ms seguro"

Requiere al menos 2 unidades. La capacidad disponible conjunta de ambas

unidades est limitada a la del disco ms pequeo.

Si falla uno de los discos fsicos, los datos estn disponibles al instante en el segundo disco.

Aplicaciones: RAID 1 proporciona la mxima seguridad de los

datos en el caso de un fallo de disco nico. Los datos se escriben dos veces, el

rendimiento se reduce ligeramente durante la escritura.

RAID 1 es una excelente eleccin cuando la seguridad es ms importante que la velocidad.

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RAID 2: "Acceso paralelo con discos especializados. Redundancia a travs del cdigo Hamming"

Adapta la tcnica usada para detectar y corregir errores en memorias de estado slido.

RAID 2 no se ha implementado como producto comercial. Requiere caractersticas especiales en los discos, es decir, no usa discos estndares.

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RAID 3: "Acceso sncrono con un disco de paridad dedicado"

Dedica un nico disco al almacenamiento de informacin de paridad.

La informacin de ECC (Error Checking and Correction) se usa para detectar errores.

La operacin I/O accede a todos los discos al mismo tiempo.

Se necesita un mnimo de tres unidades para implementar una solucin RAID 3.

Aplicaciones: RAID 3 proporciona una excelente seguridad

de los datos para entornos donde se leen archivos largos y secuenciales, como archivos de vdeo.

La avera del disco no produce una interrupcin del servicio, porque los datos se leen desde bloques de paridad.

RAID 3 es til para las personas que necesitan rendimiento y un acceso constante a sus datos, como editores de vdeo.

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RAID 4: "Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad."

Dedica un disco para guardar la informacin de paridad de los otros discos.

Este nivel de RAID se implementa poco comercialmente.

Se necesita un mnimo de tres unidades para implementar una solucin RAID 4.

La diferencia con el RAID 3 est en que se puede acceder a los discos de forma individual.

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RAID 5: "Acceso independiente con paridad distribuida."

Este array ofrece tolerancia al fallo, pero adems, optimiza la capacidad del sistema permitiendo una utilizacin de hasta el 80% de la capacidad del conjunto de discos.

Si cualquiera de las unidades de disco falla, se puede recuperar la informacin en tiempo real, sobre la marcha, mediante una simple operacin de lgica de O exclusivo, sin que el servidor deje de funcionar.

Aplicaciones: RAID 5 combina la seguridad de datos con la

utilizacin eficaz del espacio de disco. La avera del disco no produce una interrupcin del servicio, porque los datos se leen desde bloques de paridad.

RAID 5 es til para las personas que necesitan rendimiento y un acceso constante a sus datos, como editores de vdeo.

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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 cadas de disco, ofreciendo dos niveles de redundancia.

Aplicaciones: RAID 6 proporciona fiabilidad de datos con el

aadido de una reconstruccin eficaz en caso de avera de disco.

Por tanto, RAID 6 es til para personas que necesitan autntica seguridad con menos nfasis en el rendimiento.

Buena eleccin para aplicaciones criticas

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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 decir, que un RAID pueda usarse como elemento bsico de otro en lugar de discos fsicos.

Los niveles RAID anidados ms comnmente usados son: RAID 0+1: Un espejo de divisiones RAID 1+0: Una divisin de espejos RAID 30: Una divisin de niveles RAID con paridad dedicada RAID 100: Una divisin de una divisin de espejos RAID 50

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RAID AnidadosRAID 0+1

Un RAID 0+1 (tambin 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 localizacin de cada nivel RAID dentro del conjunto final: un RAID 0+1 es un espejo de divisiones

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RAID AnidadosRAID 1+0

Un RAID 1+0, a veces llamado RAID 10, es parecido a un RAID 0+1 con la excepcin de que los niveles RAID que lo forman se invierte: el RAID 10 es una divisin de espejos.

Buena eleccin para base de datos

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RAID AnidadosRAID 30

El RAID 30 o divisin con conjunto de paridad dedicado es una combinacin 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 implementacin muy alto.

La mejor forma de construir un RAID 30 es combinar dos conjuntos RAID 3 con los datos divididos en ambos conjuntos.

Buena eleccin para aplicaciones no iteractivas

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RAID AnidadosRAID 100

Un RAID 100, a veces llamado tambin RAID 10+0, es una divisin 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 eleccin para base de datos

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RAID AnidadosRAID 50

Un RAID 50, a veces llamado tambin RAID 5+0, combina la divisin 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 ResumenNivel 0 1 2 3 4 5 6 0+1 1+0 30 50

Rendimiento Si(a) Si, E(L)

Si(a) SiE(L)

Si(b) SiE(L)

Si Si Si

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 M nimo 2 2 39D=32CE=7

3 3 3 3 4 4 6 6

Discos M ximo 16 2 N/A N/A 16

Implementaci n Si Si No Si Si,poco

Si No Si Si Si Si

Tolerancia a

Falla

NO Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si

Bit/Bloque/byte Bit Byte Bloques/ sectoresBloques Bloques

Redundancia NO Si SiCod Hamming

SiDPar

Si

DP

ar

SiParDist

SiDoblePar Dist

Si Si SiD Par

SiDPar

Recuperaci n NO Si Si Si Si Si Si Si Si Si

Si

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7) RAID: Hardware vs SoftwareHardware:

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 ste como un gran disco duro, y adems son mucho ms rpidos.

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 especficos para el manejador del hardware. La desventaja es que hay un consumo de recursos del sistema para realizar la gestin del sistema RAID.

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7) RAID: Hardware vs Software

Hardware: Ventajas Desventajas - Hot swapping - Alto Costo - Capacidad virtualmente - Poca flexibilidad limitada - Aaden un punto de - Mas fiable fallo al sistema (la

controladora RAID). Software: Ventajas Desventajas - Flexible - Capacidad limitada - Bajo Costo - Consumo de CPU

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7) RAID Software, Ejemplo Creacin del RAID1Tenemos 2 discos duros de 2Gb, con los cuales vamos a crear RAID1Para ello debemos crear 2 particiones del mismo tamao, uno ser el espejo. Para eso usaremos el comando fdisk de la siguiente manera.Creando 1ra particin para el 1r discofdisk /dev/sdaCreando 2da particin para el 2do discofdisk /dev/sdbMostramos la tabla de particiones de tipo LINUX RAID AUTODETECT para cada unoAhora tenemos sda1 y sdb1 de tipo fd para linuxUna 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

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7) RAID Software: Ejemplo

As 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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