Práctica 45: RAID-1 por software en Win Server 2003.

     RAID (Redundant Array of Independent Disks, «conjunto redundante de discos independientes», anteriormente llamado Redundant Array of Inexpensive Disks «conjunto redundante de discos baratos») consiste en una serie de sistemas para organizar varios discos como si de uno sólo se tratara pero haciendo que trabajen en paralelo para aumentar la velocidad de acceso, la seguridad frente a fallos del hardware o ambas cosas. Dependiendo de su configuración (a la que suele llamarse «nivel»), los beneficios de un RAID respecto a un único disco son uno o varios de los siguientes: mayor integridad, mayor tolerancia a fallos, mayor throughput (rendimiento) y mayor capacidad.

     En el nivel más simple, un RAID combina varios discos duros en una sola unidad lógica. Así, en lugar de ver varios discos duros diferentes, el sistema operativo ve uno sólo. Los RAID suelen usarse en servidores y normalmente (aunque no es necesario) se implementan con unidades de disco de la misma capacidad. Esto es especialmente frecuente en los computadores dedicados a tareas intensivas de almacenamiento, como edición de audio y vídeo.

Tipos de RAID.

     Existen dos posibilidades de realizar un sistema basado en la tecnología RAID: RAID Hardware o RAID Software.

• RAID Hardware.- Las soluciones hardware gestionan el subsistema RAID independientemente del host, presentándole a éste un solo disco. Un ejemplo de RAID hardware podría ser el conectado al controlador SCSI que presenta al sistema un único disco SCSI. Existen también controladores RAID en forma de tarjetas que se comportan como un controlador SCSI con el sistema operativo, pero gestionan todas las comunicaciones reales entre los discos de manera autónoma. En estos casos, basta con conectar los discos a un controlador RAID como lo haría con un controlador SCSI, pero después se podrá configurarlo como un controlador RAID sin que el sistema operativo note la diferencia.

• RAID Software.- Éste sistema implementa los diferentes niveles de RAID en el código del kernel que tienen que ver con la gestión del disco. Ofrece además la solución menos costosa, el RAID software funciona con discos IDE menos costosos así como con discos SCSI. Con rápidas CPUs, las prestaciones de un RAID software pueden competir con las de un RAID hardware.

Niveles RAID más usados.

RAID 0 -  Conjunto dividido.

      Un RAID 0 (también llamado conjunto dividido o volumen dividido) distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos sin información de paridad que proporcione redundancia (no es redundante). El RAID 0 se usa normalmente para incrementar el rendimiento, aunque también puede utilizarse como forma de crear un pequeño número de grandes discos virtuales a partir de un gran número de pequeños discos físicos. Un RAID 0 puede ser creado con discos de diferentes tamaños, pero el espacio de almacenamiento añadido al conjunto estará limitado por el tamaño del disco más pequeño.

RAID 1 -  Conjunto en espejo.

      Un RAID 1 crea una copia exacta (o espejo) de un conjunto de datos en dos o más discos. Esto resulta útil cuando el rendimiento en lectura es más importante que la capacidad. Un conjunto RAID 1 sólo puede ser tan grande como el más pequeño de sus discos. Un RAID 1 clásico consiste en dos discos en espejo, lo que incrementa exponencialmente la fiabilidad respecto a un solo disco, es decir, la probabilidad de fallo del conjunto es igual al producto de las probabilidades de fallo de cada uno de los discos (pues para que el conjunto falle es necesario que lo hagan todos sus discos). Un RAID 1 puede estar leyendo simultáneamente dos datos diferentes en dos discos diferentes, por lo que su rendimiento se duplica.

RAID 5 -  Conjunto dividido con paridad distribuida.

      Un RAID 5 usa división de datos a nivel de bloques distribuyendo la información de paridad entre todos los discos miembros del conjunto. El RAID 5 ha logrado popularidad gracias a su bajo coste de redundancia. Generalmente, el RAID 5 se implementa con soporte hardware para el cálculo de la paridad. El RAID 5 requiere al menos tres unidades de disco para ser implementado. El fallo de un segundo disco provoca la pérdida completa de los datos. El número máximo de discos en un grupo de redundancia RAID 5 es teóricamente ilimitado.

     Una petición de lectura del bloque «A1» sería servida por el disco 0. Una petición de lectura simultánea del bloque «B1» tendría que esperar, pero una petición de lectura de «B2» podría atenderse concurrentemente ya que seria servida por el disco 1.

Tipos de discos.

Discos básicos.

Los discos básicos utilizan la tabla de particiones. Esta tabla de particiones está almacenada al principio del disco duro, en el sector 0, en lo que se llama MBR (Master Boot Record). Los discos básicos que utilizan la MBR tienen la limitación de que sólo se puede crear en ellos hasta cuatro particiones primarias, con una unidad lógica cada una
de ellas; o bien tres primarias y una extendida.

Discos dinámicos.

Es un método de almacenamiento introducido a partir del lanzamiento de Windows 2000 y soportado por todas las versiones posteriores de Windows a excepción de Windows XP Home, que carece de soporte para este tipo de almacenamiento. Los discos dinámicos tienen características y funcionalidades que no pueden ser utilizadas con los discos básicos. Si con los discos básicos se habla de particiones y unidades lógicas, en los discos dinámicos se habla de volúmenes dinámicos.

Este tipo de volúmenes pueden ser de cinco tipos:

• Volumen simple: Utiliza un sólo disco para repartir el espacio no asignado, entonces llamado volumen simple. Este tipo de volumen permite ser reflejado, aunque no es tolerante a errores.

• Volumen reflejado.- Los volúmenes reflejados usan dos copias llamadas espejo, aunque aparecen como una única entidad. Cuando se escribe cualquier dato en el volumen reflejado, inmediatamente se reproduce en las copias espejo.

• Volumen distribuido.- Es una forma de repartir el espacio no asignado en un sistema con varios discos en una única unidad lógica, lo cual permite utilizar más eficientemente el espacio disponible y las letras de unidad, este tipo de volumen no puede ser reflejado y no es tolerante a errores, aunque permite extender su tamaño a otras unidades disponibles.

• Volumen seccionado.- Podríamos decir que es una variante del volumen distribuido ,  ya que también utiliza el espacio de varios discos y los convierte en una única unidad lógica. Este tipo de volumen utiliza un tipo especial de formato para escribir en el disco y tiene más rendimiento que el volumen distribuido. En contraprestación, los fallos de escritura suelen ser mayores que en el caso del volumen distribuido. Este tipo de volumen se suele llamar RAID-0.

• Volumen RAID – 5.- Este tipo de volumen es tolerante a errores, y se caracteriza por tener sus datos distribuidos en tres o más discos físicos. Al contrario que el RAID-0, se pueden recuperar los datos, en caso de que uno de los discos falle. Este tipo de volumen puede ser también implementado mediante soluciones hardware, con la ventaja de que la implementación hardware ofrece un mayor rendimiento que la implementación del RAID-5 mediante software, ya que éste último sobrecarga el procesador.

 

Configuración RAID-1 por software.

Como se ha dicho el RAID-1 es conocido como “sistema de disco espejo”, es decir, graba los mismos datos simultáneamente en ambos discos, dando mayor fiabilidad, ya que si falla cualquiera de los dos discos individuales, el sistema sigue operando sin perder información, pues está duplicada.

• Para acceder a la configuración de los discos en el sistema hay que ir a la ventana de “Administración de equipos” mediante botón derecho en MiPC –> Administrar –> Administración de discos.
• El sistema de disco del equipo está formado por al menos 2 discos duros (3 en este caso). Se pretende tener duplicado constantemente el primer disco   duro para el caso de que se estropeé, siga todo funcionando desde la segunda copia. Los discos están creados como “discos básicos” con particiones, por lo que hay que convertirlos en “discos dinámicos” con volúmenes.
• Para convertirlos pulsamos el botón derecho sobre la zona de datos gris de uno de los discos y elegimos “Convertir en disco dinámico…”.
• Seleccionar los discos que se quieren convertir a dinámicos (Disco0, donde están los datos y el Disco1, donde se replicarán). Pulsar “Aceptar”.
• Después de aparecer la ventana de resumen, pulsar “Convertir”.
• En las siguientes pantallas hará preguntas para avisar y confirmar la operación de conversión y sus repercusiones. 
• Pulsar “Aceptar” para reiniciar el servidor.
• Una vez reiniciado el servidor, se volverá al “Administrador de discos” dentro de “Administración de equipos”. Allí se comprueba que los discos seleccionados son ahora discos “Dinámicos” y las anteriores particiones aparecen como “Volúmenes”. Y catalogado como “Volumen simple” indicado por la franja de color verde oliva.
• Para la replicación del volumen del Disco0 al otro disco duro hay que pulsar botón sobre el volumen y seleccionar la opción “Agregar espejo…”.
• Preguntará por el disco que se va a servir de espejo. Aparecerá el Disco1 ya que también se ha convertido da dinámico. Pulsar “Agregar espejo”.
• En la zona de información del Disco1 aparece un triángulo amarillo con un admiración para indicar que es el disco que está replicando/sincronizando los datos. Al mismo tiempo no va indicando el % que lleva del proceso.
    
• Hay que esperar un tiempo a que finalice, que dependerá de la velocidad de los discos y de la cantidad de los datos. Veremos su nuevo estado en el color rojo de la barra superior de la zona de información de los discos duros, que indican “Volumen reflejado”.
• Veremos su nuevo estado en el color rojo de la barra superior de la zona de información de los discos duros, que indican “Volumen reflejado”, y comprobaremos que todo esta correcto en la parte superior donde indica el “Estado” y la “Tolerancia a errores”.

A partir de ahora, cada vez que se modifique un fichero se hará en ambos discos a la vez. Igualmente, si se estropea el Disco0, el servidor arrancará sin problemas y los usuarios no lo notarán.

Habría que sustituir el disco duro dañado y reparar el RAID de forma sencilla.