Indice
1-
2- Algo sobre discos
duros
3- Los componentes
fisicos de una unidad de disco duro
4- Niveles de
Raid
4.1. Raid
0
Ventajas Raid 0
Inconvenientes Raid 0
Ambientes donde implementarlos.
4.2. Raid 1
Ventajas Raid 1
Inconvenientes Raid 1
Ambientes donde implementarlos.
4.3. Raid 2
Ventajas Raid 2
Inconvenientes Raid 2
4.4. Raid 3
Ventajas Raid 3
Inconvenientes Raid 3
4.5. Raid 4
Ventajas Raid 4
Inconvenientes Raid 4
4.6. Raid
5
Ventajas Raid 5
Inconvenientes Raid 5
Ambientes en donde implementarlos
4.7. Raid
6
Ventajas Raid 6
Inconvenientes Raid 6
4.8. Raid
10
Ventajas Raid 10
Ambientes en donde implementarlos
4.9. Raid
30
Ventajas Raid 30
Ambientes en donde implementarlos
4.10. Raid
50
Ventajas Raid 50
Ambientes en donde implementarlos
5. Como
seleccionar un Rai
6. Acronimos
7. Glosario
1- Introdución
Los discos duros
son menos eficaces que el rendimiento general del sistema,
provocando una descompensacion entre el tratamiento de la
informacion del sistema (muy
rapido) y la lectura
– grabacion de datos en el
disco duro
(muy lenta). Para ello se invento un sistema para guardar
información en varios discos duros a
la vez por lo que el acceso de hace mas rapido ya que la carga se
distribuia entre los diferentes discos duros, a esto se le llamo
RAID.
2- Algo sobre discos duros
Siempre que se enciende el computador,
los discos sobre los que se almacenan los datos giran a una
velocidad
vertiginosa (a menos que disminuyan su potencia para
ahorrar electricidad).
Los discos duros de hoy, con capacidad de almacenar
multigigabytes mantienen el minimo criterio de una cabeza de
lectura/escritura
suspendida sobre una superficie magnetica que gira velozmente con
precision microscópica.
Los discos duros pertenecen a la llamada memoria
secundaria o almacenamiento
secundario. Al disco duro se
le conoce con gran cantidad de denominamciones como disco duro,
rigido (frente a los discos flexibles o por su fabricación
a base de una capa rigida de aluminio),
marca de
cabezas para disco duro). Estas denominaciones aunque son las
habituales no son exactas ya que existen discos de iguales
prestaciones
pero son flexibles, o bien removibles o transportables, u otras
marcas
diferentes fabricantes de cabeza.
Estos estan compuestos por varios platos, es decir
varios discos de material magnetico montados sobre un eje central
sobre el que se mueven. Para leer y escribir datos en estos
platos se usan las cabezas de lectura/escritura que
mediante un proceso
electromagnético codifican/decodifican la información que han de leer o escribir. La
cabeza de lectura/escritura en un disco duro estan muy cerca de
la superficie , de forma que casi da vuelta sobre ella, sobre el
colchon de aire formado por
su propio movimiento.
Debido a esto, estan cerrados herméticamente, porque
cualquie particula de polvo puede dañarlos-
Los discos duros se presentan recubiertos de una capa
magnetica delgada, habitualmente de oxido de hierro, y se
dividen en unos circulos concéntricos cilindricos
(coincidentes con las pistas de los disquetes), que empiezan en
la parte exterior del disco (primer cilindro ) y terminan en la
parte interior (ultimo). Asimismo, estos cilindros se dividen en
sectores, cuyo numero esta determinado por el tipo de disco y su
formato, siendo todos ellos de un tamaño fijo en cualquier
disco. Cilindros como sectores se identifican con una serie de
numeros que se les asigna, empezando por el 1, pues el numero 0
de cada ciliindro se reserva para propósitos de
identificación mas que para alamacenamientos de datos.
Estos escritos/leidos en el disco deben ajustarse al
tamaño fijado del almacenamiento de
los sectores. Habitualmente, los sistemas de
discos duros contienen mas de una unidad en su interior, por lo
que el numero de caras puede ser mas de dos. Estas se identifican
con un numero, siendo el 0 para la primera. En general su
organización es igual a los diskettes. La
capacidad del disco resulta de multiplicar el numero de caras por
el de pistas por cara y por el de sectores por pista, al total
por el numero de bytes por sector.
Para escribir, la cabeza se situa sobre la celda a
grabar y se hace pasar por ella un pulso de corriente, lo cual
crea un campo magnetico
en la superficie. Dependiendo del sentido de la corriente,
así será la polaridad de la celda, para leer, se
mide la corriente inducida por el campo
magnético de la celda. Es decir que al pasar sobre una
zona detectará un campo magnetico
que según se encuentre magnetizada en un sentido u otro,
indicar, indicará si esa posición hay almacenado un
0 o un 1 dependiendo del valor del
campo magnetico provocado por dicho corriente.
3. Los
componentes fisicos de una unidad de disco duro
Los discos (Platters)
Estan elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio
finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con una capa muy
delgada de una aleación metalica. Los discos estan unidos
a un eje y un motor que los
hace girar a una velocidad
constante entre las 3600 y 7200 RPM. Convencionalmente los discos
duros estan compuestos por varios platos, es decir varios discos
de material magnetico montados sobre un eje central. Estos discos
normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el
almcenamientos de datos, , si bien duele reservarse una parte
para para almacenar información de control.
Las cabezas
Estan ensambladas en pila y son las responsables de
la lectura y
la escritura de los datos en los discos. La mayoria de los discos
duros incluyen un cabeza de Lectur/Escritura a cada lado del
disco, sin embargo algunos discos de alto desempeño tiene dos cabezas sobre cafda
superficie, de manera que cada cabeza atiende la mitas del disco
reduciendo la distancia del desplazamiento radial. Las cabezas de
Lectura/Escritura no tocan el disco cuando este esta girando a
toda velocidad; por el contrario, flotan sobre un cojin de
aire
extremadamente delgado. Para comparación un cabello humano
tiene cerca de 400 micropulgadas de diámetro, esto reduce
el desgaste en la superficie del disco durante la
operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire
puede dañar la cabeza o el medio.
Su funcionamiento consiste en una bobina que se acciona
según el campo magnetico que detecte con el soporte
magnetico, produciendo una pequeña corriente que es
detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de
disco
El eje
Es la parte del disco duro que actua como soporte, sobre
el cual esta montado y giran los platos del disco.
Actuador
Es un motor que mueve
una estructura que
contiene de lecturas entre el centmro y el borde externo de los
discos. Un actuador usa la fuerza de un
electromagneto empujado contra magnetos fijos para mover los
heads, stack , Assembly, a traves del disco. La controladora
manda mas corriente a traves del elctromagenmto para mover las
cabezas cerca del borde del disco. En caso de una perdida de
poder, un
resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centntro del disco
hacia una zona donde no se guardan datos. Dado que todas la
cabezas estan unidas al HSA ellas se mueven al unísono. La
capacidad global del disco aumentara ya que se suman las
capacidades de los diferentes discos que componen el
conjunto.
4.1. Raid 0 : Data
Stripping without parity (DSA)
Datos en banda de discos sin paridad sin correccion de
errores.
Este nivel no incorpora redundancia de datos . Es el
nivel de Raid que brninda mejor rendimiento en escritura y
lectura, sin proporcionar tolerancia a
fallas. No obstante almacena y recupera los datos con mayor
rapidez que el almacenamiento de datos en serie en un unico
disco, gracias al emppleo de una técnica denominada
distribuncion de datos que mejoran la velosodad de transferencia
del disco. La distribución de datos dividen los datos en
segmentos que se transmfieren a distint as unidades de disco. Su
inconveniente es que no se resuelve el problema de la fiabilidad,
pues los datos no se almacenan de manera redunadante.
Este tipo de arregle utiliza una técnica llamada
Striping, la cual distribuye la información en bloques
entre los diferentes discos. Se requieren como minimo dos
discos.
Ventajas
• Proporcionan un alto rendimiento
• No tiene un costo
adicional
• Toda la capacidad del disco se emplea
• Permite acceder a mas de un disco a la vez, logrando una
tasa de transferencia mas elevada y un rapido tiempo de
acceso.
Inconvenientes
• No es verdaderamente un disco Raid ya que no
tienen integridad de datos.
• Un error en uno de los discos implica la perdida total
de los datos
Ambiente en donde implementarlo
Es una buena alternativa en sistemas en donde sea mas
importante el rendimiento que la seguridad de los
datos es decir ambientes que puedan soportar una perdida de
tiempo de
operación para poder
reemplazar el disco que falle y reponer toda la
información.
4.2. Raid 1 : Mirrored Disk
Array (MDA)
Conjunto de discos en espejo
La configuración de nivel 1 de Raid o disco en
espejo incluye dos unidades de disco:
1 unidad de datos y una unidad de replica. Cuando se
describen datos en una unidad, tambien se escriben en la otra. El
disco redunadante es una replica exacta del disco de datos, por
lo que se conoce tambien como disco espejo. Los datos pueden
leerese de cualquieras de las 2 unidades de forma que si se
averia la unidad de datos es posible acceder a la unidad de
replica, con lo que el sistema puede seguir funcionando. Con el
nivel de Raid se obtiene la misma velocidad de lectura/ escritura
que una configuración normalizada de disco, por lo que
constituye l a mejor opcion para aplicaciones que conllevan un
gran número de operaciones de
escritura.
Su principal incoveniente es el costo que supone
multiplicar el numero de discos necesarios para los datos
desaprovechando la mitad de la capacidad total del conjunto del
disco. Es el mejor en ambientes que necesitan un alto rendimiento
de lectura.
Ventajas
Mayor rendimiento en las lecturas de datos en las
lecturas convencionales.
Podemos recuperar todos los datos en caso de error en unos de los
discos ya que si un disco suspende la operación el otro
continua duisponible.
Incovenientes
Bastante caro ya que necesitamos el doble de espacio que
el ne cesario.
Moderada lentitud en la escritura de datos ya que la hemos de
escribir en dos localizaciones
Ambientes en donde
implementarlos
Raid1 esta diseñado para sistemas en donde la
disponibilidad de información es esencial y su reemplazo
resultaria difícil y costoso (mas costoso que reponer el
disco en si)
Tipico en escrituras aleatorias pequeñas con tolerancia a
fallas. El problema de este tipo de arreglos es el costo que
implica duplicar el disco
4.3. Raid 2 : Hamming code
for Error Correction
Es el primer nivel de Raid que usa codigo de
correciones de error utilizando la " generación Hamming"
de codigo de
error.
Con unico de paridad solo se puede detectar un unico error, pero
si esta interesado en la recuperación de mas errores son
necesarios mas discos adicionales. Sistemas de nueve discos.
Este nivel cuenta con varios discos para bloques de redundancia y
correcion de errores. La división es a nivel de bits, cada
byte se graba con un bit cada uno de los discos y un bit de
paridad en el noveno y el acceso es simultaneo a todas las
unidades tanto en operaciones de
escritura como lectura. Algunos de estos discos son empleados
para codigos de error, los cuales se emplean para referencias de
los datos en caso de que falle uno de los discos. Este nivel
tiene un costo bastante elelvado ya que necesitamos muchos discos
para mantener los codoigos de error. Gracias a como estan
distribuidos los datos en los discos se consigue mejorar la
velocidad de transferencia principalmente en la lectura ya que
podemos emplear todos los discos en paralelo. Estos discos aunque
proporcionen un buen rendimiento no son muy empleados ya que los
niveles 1 –3 – 5 proporcionan una mayor relacion
costo/rendimiento
Ventajas
• Se emplea para mejorar de demanda y
tambien la velocidad de transferencia.
• Podemos recuperar los datos gracias a los discos de codigo
de error.
Inconvenientes
• Solucion cara ya que requeriremos mucho disco
para guardar los codigos de error.
• Tiempo de escritura de datos babstante lentos, incluso
aunque los datos se separen el los diferentes discos
Sistemas de disco en paralelo con disco de paridad para
correccion de errores.
Conocido tambien como Striping con paridad delicada.
Utiliza tambien un disco de protección de
información separado para almacenar información de
contmrol codificada con lo que se logra una forma mas eficaz de
proporcionar redundancia de datos. Este control de
información codificada o paridad proviene de los datos
almacenados en los discos y permite la reconstrucción de
inmformacion en caso de fallas. Se requieren como minimo 3 discos
y se utiliza la capacidad de un disco para la información
de control.
Los datos se dividen fragmentos que se transfieren a los discos
que funcionan en paralelo, lo que permiten enviar mas datos de
una sola vez, y aumentar en forma sustancial la velocidad general
de transferencia de datos. Esta ultima característica convierte a este nivel en
idóneo para que estas aplicaciones que requieran la
transferencia de grandes ficheros contiguos hacia y desde el
ordenador central.
Resultan mas adecuados para sistemas en los que
tranfieren grandes cantidades de datos secuencialmente , ejemplo
audio, video. Para estos
es el nivel Raid mas eficiente ya que nunca es necesario leer
modificar, escribir el bloque de paridad. Es menos apropiado para
el tipo de acceso de base de datos en
los cuales se necesitan transeferir pequeñas unidades de
datos de manera aleatoria.
No obstante en quellos entornos en los que muchos
usuarios desean leer y escribir múltiple registros
aleatorios, las peticiones de operaciones de entrada/salida
simultaneas pueden sobrecargar y ralentizar el sistema. En el
nivel 3 de Raid los discos participan en cada transacción,
atendiendo cada petición de Entrada/Salida de una en una.
Por consiguiente el nivel 3 de Raid no es una opcion adecuada
para operaciones transaccionales, en la que la mayor parte del
tiempo se emplea en buscar pequeños registros
esparcidos aleatoriamente en los discos.
Ventajas
• Alto rendimiento para aplicmaciones de velocidad
de transferencia alta.
• Gracias al disco de paridad podemos recuperar
datos.
Inconvenientes
• Si perdemos el disco de paridad perdemos toda la
información redundante que teniamos
• Tipo de escritura de datos bastante lento.
4.5. Raid 4 : Independient
Disk Array (IDA)
Sistemas de discos independientes con disco de control
de errores .
En el nivel 4 de raid los bloques de datos pueden ser
distribuidos atraves de un grupo de
discos para reducir el tiempo de transferencia y explotar toda la
capacidad de transferencia de datos de la matriz de
disco .El nivel 4 de Raid es preferible al nivel 2 de Raid para
pequenos bloques de datos , por que en este nivel , los datos son
distribuidos por sectores y no por bits .Otra ventaja del nivel 4
de RAID frente a los niveles 2 y 3 es que al mismo tiempo puede
estar activa mas de una operación de lectura escritura
sobre el conjunto de discos .
El nivel 4 de RAID tiene división a nivel de
bloques y el acceso al arreglo de discos es paralelo , pero no
simultaneo . Posee un delicado aparidad y correccion de errores .
La operación de escritura se realiza en forma secuencial y
la lectura en paralelo ,
Ventajas :
• Buen rendimiento en las escrituras de datos
• Tiene integridad de datos
Inconvenientes
• Si perdemos el disco de parida , perdemos toda la
información redundante que Teniamos .
• Meno rendiemiento en las lecturas de datos
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