uf4 nf1 01 - assegurament de la informacio raids

UF4 – Seguretat, rendiment i recursos NF1 – Assegurament de la informació (RAIDS) Francisco Fernández Fernández

CFGS Administració de Sistemes Informàtics en Xarxa 2º

Mòdul 1 Implantació de Sistemes Operatius. 2

UF1 NF1 NF2 UF2 NF1 NF2 UF3 NF1 UF4 NF1 NF2 NF3

UF4_NF1_01 - Assegurament de la informació

(RAIDS).docx Francisco Fernández Fernández

Índex Mòdul 1

Seguretat, rendiment i recursos ....................................................................................... 3 Assegurament de la informació ............................................................................................... 3

Extensió d’un volum. Volums distribuïts. RAID0 per programari. ........................................................... 3

Tolerància a fallades de maquinari. RAID1 i RAID5 per programari ....................................................... 3

Creació i manteniment d’una matriu RAID amb Linux ........................................................................... 5

Crear un matriu RAID ....................................................................................................................... 5

Manteniment de la matriu RAID ........................................................................................................ 6






Seguretat, rendiment i recursos Assegurament de la informació

Extensió d’un volum. Volums distribuïts. RAID0 per programari.

RAID (Redundant Array of Independent Disks), o conjunt redundant de discos independent, fa referència a un sistema d’emmagatzemament que utilitza múltiples discos durs entre els que es distribueix o replica les dades.

Per què RAID? Unes vegades els discos s’omplen (quedant-se sense espai i, per tant, perdent la capacitat d’emmagatzemar informació), i d’altres, senzillament deixant de funcionar (a vegades, això últim suposa la pèrdua d’arxius importants).

RAID pretén resoldre tota aquesta problemàtica. RAID pot accelerar l’accés a disc, pot estalviar la pèrdua de dades quan els discos fallen i pot proporcionar amplitud d’espai d’emmagatzemament quan només es disposi de discos petits.

Existeixen configuracions o nivells de RAID estàndard i comunment utilitzats.

Del primer que parlarem és del RAID0 o striping (trossejat).Dos o més discos es combinen en un únic dispositiu físic. Les lectures i escriptures es realitzen en paral·lel en els dispositius. Els dispositius han de tenir aproximadament la mateixa mida. Com tots els accessos es realitzen en paral·lel, els discos s’omplen per igual. Si un dispositiu és més gran que els altres, l’espai extra també s’utilitzarà en el dispositiu RAID, encara que només s’accedirà al disc més gran. Això perjudica el rendiment.

No hi ha redundància. No es pot recuperar cap dada si un disc falla. Si elimina un disc d’un grup RAID0, el dispositiu RAID no perdrà simplement un bloc consecutiu de dades, si no que es perdran petits trossos no consecutius.

El rendiment de les lectures i les escriptures millora, ja que les lectures i les escriptures es realitzen en paral·lel sobre els dispositius. Normalment aquesta és la raó principal per utilitzar RAIDO0.

Tolerància a fallades de maquinari. RAID1 i RAID5 per programari

Com hem vist, el RAID0 no té tolerància a fallades si un disc falla el sistema no por continuar

A1

A3

A5

A7

RAID0

A2

A4

A6

A8






treballant i no es poden recuperar les dades que s’han perdut. Per això parlarem d’altres nivells de RAID.

El RAID1 o data mirroring (conjunt en mirall). És el primer nivell que incorpora redundància.

Crea una còpia exacta (o mirall) d’un conjunt de dades en dos o més discos, a més pot tenir 0 o més discos de reserva. Als discos han de ser de la mateixa mida. Si un disc és major que un altre, el seu dispositiu RAID serà de la mida del disc més petit.

Si s’eliminen (o fallen) fins a N-1 (on N és el nombre de discos del RAID), totes les dades encara persistència intactes. Si existeixen discos de reserva disponibles i el sistema (es adir, les controladores SCSI o els chipsets IDE, etc.) sobreviuen al desastre, començarà la reconstrucció d’un duplicat en un dels discos de reserva, després de la detecció de la fallada del disc.

Normalment el rendiment de les lectures augmenta fins casi N*P (N és el nombre de discos que conformen el RAID i P és el rendiment d’un disc en MB/s), mentre que el rendiment de les escriptures és el mateix que el d’un únic dispositiu, o pot ser una mica menys. Les lectures es poden fer en paral·lel però, quan s’escriu, la CPU ha de transferir N vegades la quantitat de dades que normalment transferiria (recordeu, que s’han d’enviar N còpies idèntiques de totes les dades als discos). Això últim és un problema quan el RAID1 és molt gran, doncs els bus PCI pot saturar-se al transportar totes les aquestes còpies redundant de dades.

Altre nivell de RAID que tolerància a les fallades és el RAID5 o conjunt dividit amb paritat distribuïda. Utilitza la divisió de dades a nivell de blocs distribuint la informació de paritat entre

tots els discos membres del conjunt.

És el nivell de RAID més útil quan busquem combinar un major nombre de discos físics i encara conservar la redundància. RAID5 es pot utilitzar sobre 3 o més discos, amb 0 o més discos de reserva. La mida del dispositiu RAID5 resultant serà (N-1)*S.

Si un dels discos falla, les dades sobreviuen, gràcies a la informació de paritat. Si existeixen discos de reserva disponibles, la reconstrucció començarà immediatament després de la fallada del dispositiu. Si dos discos fallen simultàniament, totes les dades es perdran.

Normalment el rendiment general d’accés a disc millori sensiblement en RAID5, però és difícil de

A1

A2

A3

A4

RAID1

A1

A2

A3

A4






preveure en quina mida. La velocitat en els accessos de lectura millora en la mateixa proporció que tenim en els sistemes RAID0, mentre que les escriptures poden aproximar-se a les xifres de RAID1 o, més lentes (es requereix una lectura prèvia a l’escriptura per així poder calcular la informació de paritat). En definitiva, que la eficiència en lectures depèn de la quantitat de memòria.

Creació i manteniment d’una matriu RAID amb Linux

Per crear i gestionar una matriu RAID es pot fer visualment o per terminal. Per veure com es fa de forma visual, seguir els Autoaprenentatges Matriu RAID. En aquest document explicarem com es fa amb el terminal.

Per gestionar el RAID des de terminal utilitzarem mdadm.

Crear un matriu RAID

Per crear una matriu de RAID utilitzarem la següent comanda en el terminal

# sudo mdadm --create nom_dispositiu_RAID --level=tipus_RAID

--raid-devices=nombre_dispositius nom_disc1 nom_disc2 ...

El nom_dispositiu_RAID ha de ser /dev/md0 o alguna cosa similar, que és el nom del

dispositiu del RAID.

El tipus_RAID ha de ser 0 si és RAID0, 1 si és RAID1 o 5 si és RAID5.

El nombre_dispositius ha de ser el nombre de discos que conformen el RAID.

El nom_disc1, nom_disc2 ... han de ser els noms dels dispositius dels discos que conformen

el RAID.

A1

A1

A2

BPARITAT

RAID5

C1

C2

APARITAT

C3

CPARITAT

B1

B2

B3






Per exemple:

# sudo mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb1

/dev/sdc1 /dev/sdd1

Aquesta instrucció crea un RAID5 en el dispositiu /dev/md0 amb els 3 discos SCSI /dev/sdb1

/dev/sdc1 /dev/sdd1.

L’arxiu /proc/mdstat mostra l’estat actual del sistema RAID. És molt útil observar el contingut

d’aquest arxiu quan afegim una nova unitat de disc o substituïm una defectuosa (utilitzarem watch

cat /proc/mdstat,per sortir de watch, utilitzarem Ctrl+C).

Durant la creació d’una matriu, la comanda utilitzada l’activa (prepara pel seu ús), però les següents vegades que es reinici tindrem que donar un pas addicional per activar-los.

mdadm no utilitza cap arxiu de configuració, encara que, si li donem un l’utilitzarà. En Ubuntu

aquest fitxer és /etc/mdadm/mdadm.conf, si no es troba aquí el buscarà a /etc/mdadm.conf.

Realitzant les següents operacions en el fitxer de configuració mdadm.conf aconseguirem que la matriu RAID inici automàticament. El primer que hem de fer és executar la següent comanda en el terminal:

# sudo mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf

Aquesta comanda volca la informació del RAID en l’arxiu de configuració. Després hem de modificar el fitxer de configuració i hem d’escriure en l’última línia:

mdadm –-assemble /dev/md0

Aquesta comanda inicia la matriu RAID. Si volem parar manualment la matriu RAID, hauríem d’utilitzar la comanda:

# sudo mdadm --stop /dev/md0

Manteniment de la matriu RAID

La utilitat mdadm es pot utilitzar per veure l’estat d’una matriu, afegir discos a la matriu, eliminar-los, etc:

Per veure l’estat d’una matriu, des de el terminal teclegeu:

# sudo mdadm --detail /dev/mod0

El --detail li diu a mdadm que mostri informació detallada sobre el dispositiu /dev/md0.

S’ha de reemplaçar el dispositiu /dev/md0 amb el dispositiu RAID adequat.

Per veure l’estat d’un disc d’una matriu:

# sudo mdadm --examine /dev/sda1

La sortida és semblant a la de l’ordre mdadm –detail, subtiteix /dev/sda1 pel disc

adequat.

Si el disc falla i es necessita eliminar-lo d’una matriu, s’ha d’introduir.

# sudo mdadm --remove /dev/md0 /dev/sdb1

Canviar /dev/md0 i /dev/sdb1 pel dispositiu RAID i el disc adequats.

De manera similar, per afegir un nou disc:






# sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sdb1


Si volem simular la fallada d’un disc:

# sudo mdadm --fail /dev/md0 /dev/sdb1


uf4 nf1 01 - assegurament de la informacio raids

Documents