Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

29
ACSO7 2009/2010 COMPARACIÓN, CONFIGURACIÓNDE sistemasRAID PRÁCTICAFINALACSO Manuel BouzasReguera SilviaGonzálezEscuredo AlejandroRuizLameiro JuanAntonioSequeirosAmeijeira

description

Trabajo donde se comparan y configuran distintos tipos de raid viendo sus diferencias

Transcript of Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

Page 1: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

ACSO7

2009/2010

COMPARACIÓN,CONFIGURACIÓNDE

sistemasRAIDPRÁCTICAFINALACSO

ManuelBouzasReguera

SilviaGonzálezEscuredo

AlejandroRuizLameiro

JuanAntonioSequeirosAmeijeira

Page 2: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

2

Contenido 1 Introducción ............................................................................................................................... 4

Objetivos ................................................................................................................................... 4

¿Qué es RAID? ........................................................................................................................... 4

Funcionamiento del RAID .......................................................................................................... 4

Ventajas de los discos RAID ....................................................................................................... 6

2 Breve estado de la arte .............................................................................................................. 6

Paquete mdadm ........................................................................................................................ 6

Gparted ..................................................................................................................................... 6

Gruff Graphs para Ruby............................................................................................................. 6

3 Descripción técnica y configuraciones ....................................................................................... 7

Pasos previos Creación una RAID .............................................................................................. 7

Instalación paquete Mdadm ................................................................................................. 7

Particionamiento ................................................................................................................... 7

Creación de la RAID ................................................................................................................... 9

Formatear la RAID ............................................................................................................... 11

Gráficos ................................................................................................................................... 13

Configuración Gráficas bonitas con Ruby en Ubuntu ......................................................... 13

¿Hay limitaciones de hardware / software? ....................................................................... 13

4 Los resultados experimentales ................................................................................................. 14

Experimento ............................................................................................................................ 14

Tipos de sistemas de ficheros utilizados ................................................................................. 15

El estudio se basa en los RAID siguientes ................................................................................ 15

RAID-0 .................................................................................................................................. 15

RAID-1 .................................................................................................................................. 16

RAID-5 .................................................................................................................................. 16

No RAID ............................................................................................................................... 16

Métodos de estudio ................................................................................................................ 16

5 Interpretación y discusión de los resultados............................................................................ 17

¿Cuáles son las limitaciones de su medición? ......................................................................... 17

¿Qué mejoras podrían hacerse en sus medidas?.................................................................... 17

Explicación de los resultados obtenidos ................................................................................ 17

Page 3: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

3

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 1Kb ............................................................. 17

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 1Kb ........................................................ 18

Operación de Leer en EXT3 para ficheros de 1Kb ............................................................... 19

Operación de Leer en ReiserFS para ficheros de 1Kb ......................................................... 20

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 20Mb .......................................................... 21

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 20Mb .................................................... 22

Operación de Lectura en EXT3 para ficheros de 20Mb ....................................................... 23

Operación de Lectura en ReiserFS para ficheros de 20Mb ................................................. 24

Otras graficas realizadas ..................................................................................................... 25

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 1Mb ............................................................ 25

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 1Mb .................................................... 25

Operación de Lectura en EXT3 para ficheros de 1Mb ......................................................... 26

Operación de Lectura en ReiserFS para ficheros de 1Mb .................................................. 26

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 10Mb .......................................................... 27

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 10Mb ................................................... 27

Operación de Lectura en EXT3 para ficheros de 10Mb ....................................................... 28

Operación de Lectura en ReiserFS para ficheros de 10Mb ................................................. 28

6 Conclusiones ............................................................................................................................. 29

Page 4: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

4

1 Introducción

En esta introducción se intentará explicar que es RAID que tipos existen y que modelo es el que mejor se ajusta a las necesidades de cada usuario y los objetivos marcados del proyecto.

Objetivos Mientras que el objetivo fundamental se basa en medir el tiempo de escritura de ficheros desde una unidad externa a los diferentes modos. Se utilizarán ficheros con diferentes tamaños e intervalos de cantidades de ficheros. Se medirá el tiempo de lectura de ficheros desde la unidad Raid a una unidad externa Se utilizarán ficheros con diferentes tamaños e intervalos de cantidades de ficheros. Gráfica de tablas con los tiempos Monitorización del estado de una RAID

¿Qué es RAID? RAID es una forma de almacenar los mismos datos en distintos lugares (por tanto de modo redundante) en múltiples discos duros. Al colocar los datos en discos múltiples, las operaciones I/O (input/output, de entrada y salida) pueden superponerse de un modo equilibrado, mejorando el rendimiento del sistema. Dado que los discos múltiples incrementan el tiempo medio entre errores (mean time between failure, MTBF), el almacenamiento redundante de datos incrementa la tolerancia a fallos. Un RAID, para el sistema operativo, aparenta ser un sólo disco duro lógico. El RAID emplea la técnica conocida como "striping" (bandeado o creación de bandas), que incluye la partición del espacio de almacenamiento de cada disco en unidades que van de un sector (512 bytes) hasta varios megabytes. Las bandas de todos los discos están interpaginadas (interleaved) y se accede a ellas en orden. En un sistema de un solo usuario donde se almacenan grandes registros (como imágenes médicas o de otro tipo), las bandas generalmente se establecen para ser muy pequeñas (quizá de 512 bytes) de modo que un solo registro esté ubicado en todos los discos y se pueda acceder a él rápidamente leyendo todos los discos a la vez. En un sistema multiusuario, un mejor rendimiento demanda que se establezca una banda lo suficientemente ancha para contener el registro de tamaño típico o el de mayor tamaño. Esto permite acciones I/O superpuestas en los distintos discos.

Funcionamiento del RAID Básicamente el RAID es un sistema el cual permite almacenar información en una cantidad de discos (n), de tal forma que agilice el proceso maquina-disco. El sistema RAID evitará en lo más posible la pérdida de data de la siguiente manera: Los discos optimizados para RAID poseen circuitos integrados que detecta si el disco está fallando, de ser así este circuito se encargará por encima del tiempo real de sacar la información y almacenarla en los otros discos, o si es el caso en el "hot spare". Un hot spare es un disco que permanece siempre en el sistema esperando a que otro se estropee y él entre directamente en funcionamiento. Una de las ventajas del sistema RAID es la posibilidad, con los discos hot swap, de conectarlos y desconectarlos en "caliente", es decir, que si un disco falla no hará falta el apagar el sistema para remplazarlo. Otras de las ventajas de RAID: Reconstrucción y Regeneración Cuando un disco falla la información redundante en los discos y los datos en los discos buenos son usados para regenerar la información de disco averiado.

Page 5: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

5

Striping Es el acto de unir dos o más discos físicos en un solo disco lógico con el fin de dividir los datos entre los diferente discos para ofrecer una significativa mejora en el rendimiento del conjunto de los discos.

Los datos son divididos a través de los discos. La lectura y escritura es compartida

La búsqueda de datos clásica fuerza a la lectura y escritura a no recordar su posición

resultando más movimientos de cabezas y peor eficiencia

La lectura de datos es etiquetada y reordenada. Los movimientos de las cabezas de lectura - escritura se realizan más eficientemente cuando se buscan datos. Historia del RAID El término RAID hizo su debut oficial en 1989 en forma de un paper publicado por David Paterson, Garth Gibson y Randy Katz, todos ellos de la Universidad de California. El paper se titulaba "A case for Redundant Array of Inexpensive Disks". En dicho trabajo el equipo definió cinco niveles para arreglos de discos cuyas funciones eran ofrecer mejoras en el rendimiento, confiabilidad, tasa de transferencia y tasas de lectura/escritura. Cada nivel tiene sus propias ventajas y desventajas, las cuales iremos revisando en el transcurso de la lectura. Desde entonces, múltiples fabricantes han introducido y/o desarrollado variaciones a estos cinco niveles originales y las han bautizado en acuerdo a las genialidades de sus respectivos Departamentos de Marketing. Para propósitos de esta lectura usaremos las definiciones especificadas por el RAID Advisory Board, que es una institución conformada por un grupo de 40 empresas entre fabricantes y desarrolladores interesados en el tema de RAID y en su estandarización. En el trabajo original el término RAID se refería a Redundant Array of Inexpensive Disks como una contraposición directa a los SLED (Single Large Expensive Disks). Sin embargo, las increíbles bajas en los precios de los discos duros han ocasionado que los SLED prácticamente desaparezcan, por lo tanto, el significado de la sigla ha cambiado y en la actualidad se la traduce como Redundant Array of Independent Disks.

Page 6: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

6

Ventajas de los discos RAID El rendimiento general del sistema aumenta ya que pueden funcionar de forma paralela con los diferentes discos del conjunto. Dependiendo del nivel de RAID que escojamos, si uno de los discos del conjunto falla, la unidad continúa funcionando, sin pérdida de tiempo ni de datos. La reconstrucción de los datos del disco que ha fallado se hace de forma automática sin intervención humana. En el caso de algunos sistemas operativos la regeneración de datos se hace desde software por ejemplo en el Windows NT, aunque en estos sistemas se pueden usar controladoras RAID que sí regenerarían los datos automáticamente. La capacidad global del disco aumentará, ya que se suman las capacidades de los diferentes discos que componen el conjunto.

2 Breve estado de la arte

¿Cuáles son las herramientas/paquetes/ y/o configuración de software más relevantes que son

relacionados con el proyecto propuesto?

Paquete mdadm Para crear RAIDs por software. Este paquete proporciona una forma simple y robusta de

gestión de arrays software.

Mdadm ha demostrado ser muy estable durante sus primeros años de desarrollo. En la lista de

correo Linux-raid ha recibido una cálida acogida y muy probablemente consiga una mayor

difusión en el futuro

Gparted GParted es el editor de particiones de GNOME. Esta aplicación es usada para crear, eliminar, redimensionar, inspeccionar y copiar particiones, como también sistemas de archivos. Esto es útil para crear espacio para nuevos sistemas operativos, reorganizar el uso del disco y crear imágenes de un disco en una partición. La aplicación utiliza la biblioteca libparted para detectar y manipular dispositivos y tablas de partición, mientras varias herramientas de sistema de archivos dan mantenimiento a sistemas de archivos no incluidos en libparted. Está escrito en C++ y utiliza gtkmm como herramienta gráfica. Este acercamiento es para mantener la interfaz gráfica de usuario lo más simple posible, conforme con las Human Interface Guidelines.

Gruff Graphs para Ruby Gruff Graphs nos simplifica muchísimo la creación de gráficas (con un toque de estilo keynote para presentaciones). Para ello debemos tener la librería RMagick, necesaria para que Gruff funcione, y gem, para poder instalar librerías de Ruby.

Page 7: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

7

3 Descripción técnica y configuraciones

Pasos previos Creación una RAID

Instalación paquete Mdadm $ apt-get install mdadm

Particionamiento

Seguidamente, se realiza un RAID con 2 particiones. Asimismo este procedimiento se puede seguir más o menos de manera análoga para crear cualquier tipo de RAID. Con el mencionado Gparted, realizar el particinamiento del disco duro con dos nuevas particiones. Para ello, primeramente instalar la aplicación: $ apt-get install gparted

Una vez instalado GParted, procedemos a crear dos particiones, para ello debemos de tener inicialmente un espacio sin asignar.

Debemos crear dos particiones sin formato de 12 Gb cada una, puesto que el formato de la RAID lo daremos cuando esta esté construida. A parte del formato debemos indicar que se tratará de un disco para crear un RAID. Esto lo podemos hacer de manera fácil con GParted, seleccionando la partición e yendo a Menú Partición>gestionar señaladores y marcando el señalador "RAID",

Page 8: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

8

Resultado del particionamiento:

Page 9: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

9

Creación de la RAID Una vez acabado el proceso de particionamiento podemos ver con fdisk -l un listado de las particiones como el siguiente (podemos observar que la columna Id muestra el valor "fd" esto es debido a que lo hemos marcado como "Autodetección Linux raid" (Linux raid autodetect)). Primeramente antes de crear la RAID podemos ver en el fichero /proc/mdstat si al algún otro array. Proseguimos a la creación del md en el que crearemos la RAID. Para ello utilizaremos el comando mknod como se muestra en la captura. Si ya tuviéramos algún otro array llamado md0, podemos crear un md diferente: md1, md2, ... Procedemos ahora a crear finalmente la RAID con el paquete mdadm (Ver captura). La raid hecho empezará a crearse. Detalles del comando mdadm --create /dev/md0 --level=raid5 --raid-devices=4 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1 :

En --create /dev/md0 le indicaremos el md al que vamos a asignar el array. Si hemos escogido otro lo deberemos cambiar aquí.

En --level=raid5 indicaremos el tipo de raid que queremos que sea. Los valores validos aquí son: linear, raid0, 0, stripe, raid1, 1, mirror, raid4, 4, raid5, 5, raid6, 6, multipath, mp, fautly. Como vemos algunos de ellos son sinónimos, por lo que para una RAID5 podemos introducir "raid5" o bien "5".

Como vemos debemos indicarle las PARTICIONES (no los discos) con las que hacer la RAID, así como el numero de particiones: --raid-devices=4 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1

otros modificadores útiles (no utilizados en el ejemplo): o --verbose nos explica más cosas sobre lo que pasa. o --chunk= especifica cada segmento en kibibytes. Por defecto es 64. Ej: --

chunk=32. Antes de decidir el tamaño del segmento es recomendable que consultes el apartado de Factores de optimización del sistema de archivos en una RAID de este mismo documento.

o --parity= Establece el algoritmo de paridad para RAID5. Las opciones son: left-asymmetric, left-symmetric, right-asymmetric, right-symmetric (la, ra, ls, rs en sus versiones reducidas). Por defecto es left-symmetric. Ej: --parity=right-asymmetric. Este modificador tiene otras opciones avanzadas.

Una vez hemos lanzado la orden de creación de la RAID, empezarán a trabajar los discos como locos: están creando la RAID. Este proceso puede durar varias horas dependiendo de la capacidad de los discos y la potencia del ordenador/discos.

Page 10: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

10

Podemos visualizar en cualquier momento el estado de éste proceso en el fichero /proc/mdstat:

Una vez ha terminado el proceso de construcción de la raid podemos ver de nuevo en el fichero /proc/mdstat el estado de nuestro array:

Page 11: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

11

Formatear la RAID

Para formatear la RAID utilizaremos el comando mkfs, dándole formato ext:

Para montar la RAID añadimos la siguiente línea al fichero /etc/fstab /dev/md0 /punto_de_montaje sistema_de_archivos defaults,user 0 0 Recuerda que debes tener creada la carpeta /punto_de_montaje (la ruta que quieras), con los permisos correspondientes a los usuarios que quieras que accedan a la RAID. Recuerda también que debes especificar qué sistema de archivos es la RAID cambiando sistema_de_archivos por reiserfs, ext3... según hayas escogido.

Para montar la raid basta con el comando $ mount /punto_de_montaje , mientras que para

obtener detalle de una RAID $ mdadm --query /dev/md0.

Page 12: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

12

Resultado gráfico observado desde la herramienta Gparted muestra la creación del RAID, ya

que las particiones están sincronizadas.

Page 13: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

13

Para la realización de los siguientes RAIDS utilizar procedimiento similar.

Gráficos Utilizar gráfica para una representación de datos numéricos, para ver la relación que esos datos guardan entre sí. Escoger Lineales que representan los valores en dos ejes cartesianos ortogonales entre sí. Las gráficas lineales representan series en el tiempo, y es donde se muestran diferentes escalas de valores. Para realizar dichas gráficas utilizamos Gruff Graphs para Ruby.

Configuración Gráficas bonitas con Ruby en Ubuntu

Necesitaremos, evidentemente, el intérprete de Ruby, además de la librería RMagick, necesaria para correr Gruff, y gem, para poder instalar librerías para Ruby fácilmente. $ aptitude install ruby rubygems librmagick-ruby Ahora utilizamos el comando gem para instalar gruff, contestando afirmativamente cuando el programa nos pregunte si queremos instalar las dependencias necesarias. $ gem install gruff Ahora podemos escribir nuestro script en Ruby que cree una imagen con los datos que le indiquemos.

¿Hay limitaciones de hardware / software?

Hay limitaciones de hardware, ya que no se dispone de material necesario, como pueden ser varios discos duros, pc’s, controladores RAID, etc. No existen limitaciones para la realización de la configuración y comparativas de RAID mediante Software. Todos los programas y paquetes utilizados son de libre distribución con licencia GPL.

Page 14: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

14

4 Los resultados experimentales

Experimento Se Realiza la copia de un número de ficheros de una unidad externa al sistema RAID y viceversa, con ficheros de tamaño: 1Kb, 1MB, 10MB y 20MB. Mediante un script en Bash se realiza un test de creación y copiado desde una unidad externa a los sistemas RAID/No RAID y se guardan los resultados en archivos para realizar el estudio. Descripción del script realizado:

Page 15: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

15

Tipos de sistemas de ficheros utilizados Los RAIDS se encuentrán formateados en los siguientes modos:

ext3: (third extended filesystem o "tercer sistema de archivos extendido") es un sistema de archivos con registro por diario (journaling). Es el sistema de archivo más usado en distribuciones Linux, aunque en la actualidad está siendo remplazado por su sucesor, ext4. La principal diferencia con ext2 es el registro por diario. Un sistema de archivos ext3 puede ser montado y usado como un sistema de archivos ext2. Otra diferencia importante es que ext3 utiliza un árbol binario balanceado (árbol AVL) e incorpora el asignador de bloques de disco Orlov. ReiserFS es un sistema de archivos de propósito general, diseñado e implementado por un equipo de la empresa Namesys, liderado por Hans Reiser. Actualmente es soportado por Linux y existen planes de futuro para incluirlo en otros sistemas operativos. También es soportado por Windows (de forma no oficial), aunque por el momento de manera inestable y rudimentaria (ReiserFS bajo windows). A partir de la versión 2.4.1 de Linux, ReiserFS se convirtió en el primer sistema de ficheros con journal en ser incluido en el núcleo estándar. También es el sistema de archivos por defecto en varias distribuciones, como SuSE (excepto en openSuSE 10.2 cuyo formato por defecto es ext3), Xandros, Yoper, Linspire, Kurumin Linux, FTOSX, Libranet y Knoppix. Con la excepción de actualizaciones de seguridad y parches críticos, Namesys ha cesado el desarrollo de ReiserFS (también llamado reiser3) para centrarse en Reiser4, el sucesor de este sistema de archivos.

El estudio se basa en los RAID siguientes

RAID-0

También llamado modo striping o de distribución por bandas. Como el modo lineal salvo que las lecturas y escrituras se realizan en paralelo en los dispositivos. Éstos deben tener aproximadamente el mismo tamaño. Puesto que todos los accesos se realizan en paralelo, los discos se llenan por igual. Si un dispositivo es mucho mayor que los otros demás, el espacio extra se utilizará en el dispositivo RAID durante las escrituras en el extremo superior, aunque sólo se accederá a este disco más grande. Naturalmente, esto perjudica el rendimiento.

Como en el modo lineal, tampoco hay redundancia en este nivel. A diferencia del modo lineal, no será capaz de recuperar ningún dato si un disco falla. Si elimina un disco de un grupo RAID-0, el dispositivo RAID no perderá simplemente un bloque consecutivo de datos, 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 las escrituras se realizan en paralelo sobre los dispositivos. Normalmente, ésta es la razón principal para usar RAID-0. Si los buses a los discos son suficientemente rápidos, puede obtener casi N*P MB/seg.

Page 16: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

16

RAID-1

Este es el primer modo que realmente tiene redundancia. RAID-1 se puede usar en dos o más discos con cero o más discos de reserva. Este modo mantiene en un disco un duplicado exacto de la información del otro(s) disco(s). Por supuesto, los discos deben ser del mismo tamaño. Si un disco es mayor que otro, su dispositivo RAID será del tamaño del disco más pequeño. Si se eliminan (o fallan) hasta N-1 discos, los datos permanecerán intactos. Si existen discos de reserva disponibles y el sistema (es decir, las controladoras SCSI o los chipsets IDE, etc.) sobreviven al desastre, comenzará inmediatamente la reconstrucción de un duplicado 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 el rendimiento 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 CPU debe transferir N veces la cantidad de datos que normalmente transferiría (recuerde, se deben enviar N copias idénticas de todos los datos a los discos).

RAID-5

Este es quizás el modo RAID más útil cuando uno desea combinar un mayor número de discos físicos y todavía conservar alguna redundancia. RAID-5 se puede usar sobre 3 o más discos, con cero o más discos de reserva. El tamaño del dispositivo RAID-5 resultante será (N-1)*S, tal y como sucede con RAID-4. La gran diferencia entre RAID-5 y RAID-4 es que la información de paridad se distribuye uniformemente entre los discos participantes, evitando el problema del cuello de botella del RAID-4. Si uno de los discos falla, todos los datos permanecerán intactos, gracias a la información de paridad. Si existen discos de reserva disponibles, la reconstrucción comenzará inmediatamente después del fallo del dispositivo. Si dos discos fallan simultáneamente, todos los datos se perderán. RAID-5 puede sobrevivir a un fallo de disco, pero no a dos o más. Normalmente, el rendimiento de las lecturas y las escrituras se incrementará, pero es difícil predecir en qué medida.

No RAID

Partición en formato no especifico para RAID.

Métodos de estudio Medir el Tiempo en crear y leer los diferentes tamaños de los ficheros creados para los diferentes sistemas RAID/No RAID y a su vez con los sistemas de archivos EXT3 y REISERFS Tiempo que se tarda en escribir/leer el fichero de tamaño X (1KB,1MB,10MB,20MB) en intervalos de cantidad de ficheros (10, 20, 40, 80, 160, 320).

Page 17: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

17

5 Interpretación y discusión de los

resultados

Los resultados obtenidos coinciden con lo que se esperaba, puesto que los diferentes sistemas RAID tienen sus propias características. No sabíamos a priori cual iba a ser más rápido, ni tampoco con qué sistema de archivos. Lo que si era de espera era que a cuánto mayor número de ficheros y a mayor número de tamaño el tiempo iba a aumentar.

¿Cuáles son las limitaciones de su medición? El tamaño de los discos y las características del PC

Características del PC utilizado: Portátil Airis Pragma Intel(R) Pentium(R) M processor 1500MHz RAM 1GB Disco Duro ATA 37GiB (40GB)

¿Qué mejoras podrían hacerse en sus medidas? Hacerlo con discos duros reales y simular posibles catástrofes, fallos para ver cómo funcionan ante situaciones extremas. Por ejemplo una prueba sería desenchufar un disco y ver que salta el RAID y funciona con total normalidad.

Explicación de los resultados obtenidos Para entender bien los resultados obtenidos es bueno recordar lo anteriormente descrito sobre los distintos modos de RAIDS

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 1Kb

Page 18: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

18

Interpretación

RAID-5 es el que menos tarda con pocos ficheros, pero es el que más tarda cuanto mayor es el número de ficheros.

No RAID es el que más tarda con pocos ficheros, pero es el segundo que más tarda con un número elevado de ficheros.

Entre RAID-1 y RAID-0 a medida que se aumenta el número de ficheros, hay más diferencia de tiempo entre ellos.

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 1Kb

Interpretación

RAID-0 es el que más tarda con pocos ficheros, pero es el que menos tarda cuanto mayor es el número de ficheros.

No RAID es el que menos tarda con pocos ficheros.

RAID-5 es el que más tarda con un número elevado de ficheros.

Conclusión de comparativa entre EXT3 y ReiserFS con creación de ficheros de 1Kb.

RAID-5 es el que más tarda en los dos sistemas de ficheros cuando tenemos un número elevado de archivos.

No RAID, en EXT3, es el que más tarda con pocos ficheros, sin embargo en ReiserFS es el que menos tarda.

Page 19: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

19

RAID-0 en ReiserFS, es el que más tiempo consume con pocos ficheros, pero es el que menos tarda cuanto mayor es el número de ficheros, mientras que en EXT3 sus valores se mantienen entre la media de los otros RAIDS.

Operación de Leer en EXT3 para ficheros de 1Kb

Interpretación

Los que menos tardan son RAID-0,1 y 5, siendo éste último es más constante.

No RAID es el que más tiempo consume con pocos ficheros.

Entre RAID-1 cuando el número de ficheros es muy elevado, el tiempo que tarda se dispara.

Page 20: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

20

Operación de Leer en ReiserFS para ficheros de 1Kb

Interpretación

Para los archivos de menor tamaño no existe mucha diferencia entre los sistemas RAID.

Cuanto más grandes son las cantidades de lectura, los sistemas RAID van dejando ver sus diferencias, RAID-5 es el que más tarda con un número mayor de lecturas, mientras que No Raid es el que menor tiempo necesita para leer gran cantidad de archivos.

Conclusión de comparativa entre EXT3 y ReiserFS con lectura de ficheros de 1Kb.

Cuando el número de ficheros es elevado, el que más tiempo emplea en EXT3 es RAID-1, mientras que en ReiserFS, el que más tiempo tarda en las mismas condiciones es RAID-5

Para los archivos de menor tamaño no existe mucha diferencia entre los sistemas RAID y los sistemas de almacenamiento.

Page 21: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

21

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 20Mb

Interpretación

Entre No RAID y RAID-0, apenas hay diferencia a la hora de crear ficheros.

RAID-5 es el que más tarda a la hora de crear un número elevado de ficheros.

Page 22: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

22

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 20Mb

Interpretación

Para este caso podemos observar que los RAIDS son semejantes dos a dos, es decir: o Entre No RAID y RAID-0, hay una pequeña diferencia siendo RAID-0 e l que

más tarda. o Entre RAID-1 y RAID-5, éste último es el que más tarda, aunque con poca

diferencia.

Conclusión de comparativa entre EXT3 y ReiserFS con creación de ficheros de 20Mb.

Entre No RAID y RAID-0, apenas hay diferencia a la hora de crear ficheros en los dos sistemas de archivos ETX3 y ReiserFS, aunque en éste último el RAID-0 tarda un poco más.

RAID-5 es el que más tarda en ambos sistemas.

Una diferencia encontrada es que en EXT3, todos los RAID/No RAID requieren un poco más de tiempo que en ReiserFS (aunque sin gran apreciación de cara al usuario).

Page 23: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

23

Operación de Lectura en EXT3 para ficheros de 20Mb

Interpretación

Para un número muy pequeño de ficheros, no se aprecia diferencia entre el tiempo requerido por los diferentes RAIDS

Entre No RAID y RAID-1, apenas hay diferencia a la hora de leer ficheros, aunque No RAID necesita menos tiempo.

RAID-5 es el que más tarda a la hora de crear un número elevado de ficheros.

Page 24: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

24

Operación de Lectura en ReiserFS para ficheros de 20Mb

Interpretación

Entre No RAID y RAID-1, apenas hay diferencia a la hora de leer ficheros, aunque No RAID necesita menos tiempo.

RAID-5 es el que más tarda a la hora de crear un número elevado de ficheros.

Conclusión de comparativa entre EXT3 y ReiserFS con lectura de ficheros de 20Mb.

Tanto en EXT3 como en ReiserFS, el que más tiempo tarda es RAID-5 y el que menos tarda es No RAID, que a su vez sus tiempos son muy parejos a los de RAID-0.

Una diferencia encontrada es que en ReiserFS, todos los RAID/No RAID requieren un poco más de tiempo que en EXT3 (aunque sin gran apreciación de cara al usuario).

Page 25: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

25

Otras graficas realizadas

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 1Mb

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 1Mb

Page 26: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

26

Operación de Lectura en EXT3 para ficheros de 1Mb

Operación de Lectura en ReiserFS para ficheros de 1Mb

Page 27: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

27

Operación de Crear en EXT3 para ficheros de 10Mb

Operación de Crear en ReiserFS para ficheros de 10Mb

Page 28: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

28

Operación de Lectura en EXT3 para ficheros de 10Mb

Operación de Lectura en ReiserFS para ficheros de 10Mb

Page 29: Comparacion y configuracion de sistemas en Raid

CCOOMMPPAARRAACCIIÓÓNN,, CCOONNFFIIGGUURRAACCIIÓÓNN DDEE SSIISSTTEEMMAASS RRAAIIDD 2009/2010

29

6 Conclusiones

A la vista de los resultados obtenidos, tenemos que tener en cuenta que los diferentes sistemas RAID y el sistema No RAID no funcionan de igual manera, así como el sistema de ficheros EXT3 y ReiserFS tampoco. Cada uno de ellos tiene sus características con sus ventajas e inconvenientes.

Si lo que hacemos habitualmente en nuestro trabajo diario es mover una gran cantidad de datos dentro y fuera de nuestros discos, con la configuración en modo RAID-0 notaremos un aumento en la velocidad de transferencia; pero si realizamos tareas normales y corrientes de un PC de escritorio, no notaríamos la ganancia de velocidad. RAID-0 es útil en casos en los que deba acceder mucha gente a la información que hay en estos discos duros, por ejemplo un ordenador servidor de datos. Además con este sistema se hace imprescindible hacer copias de seguridad ya que RAID-0 tiene el inconveniente de que si una unidad de disco falla, perderemos los datos de ambas.

RAID-1 no ofrece la mejora que ofrece el RAID-0, es decir, velocidad en desempeño del manejo de datos. Pero lo que sí hace es ofrecernos un esquema seguro, a la tolerancia a fallos, ya que lo que realiza RAID-1 es generar una copia exacta, (en argot le llamamos espejo), del disco duro en tiempo real. La gran ventaja, es que si se nos daña cualquiera de los 2 discos que tenemos en “espejo”, podemos trabajar con el otro hasta que reemplacemos el disco dañado y reconstruyamos el espejo.

RAID-5 también provee la protección y la distribución de datos en bloques, pero salvaguarda los datos con mucha más eficiencia que RAID-1. En lugar de reflejar una unidad de disco con otra, RAID-5 distribuye los datos y la información de la paridad en tres o más unidades. La información de la paridad ayuda a recuperar una unidad de disco dañada usando los datos en las unidades sobrevivientes.

A nuestra opinión, el modo de ver las cuatro opciones RAID/No RAID más útiles y seguras en cuanto a Coste-Prestaciones, son la RAID-1 y la RAID-5, y si tuviéramos que elegir una sola, nos quedaríamos con esta última.