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documentation.suse.com / RAID por software en SLE Micro

RAID por software en SLE Micro

Fecha de publicación: 25 Feb 2025
DESCRIPCIÓN

Información básica acerca de las RAID por software.

INTENCIÓN

Necesita información sobre los niveles de RAID o desea configurar o monitorizar una matriz RAID.

ESFUERZO

15 minutos de lectura.

OBJETIVO

Podrá configurar una RAID por software mediante mdadm.

REQUISITOS

  • El número correspondiente de discos o particiones que formarán la RAID requerida.

1 RAID por software en SLE Micro

 

El propósito de RAID (Redundant Array of Independent Disks, matriz redundante de discos independientes) es combinar varias particiones de disco duro en un disco duro virtual para optimizar el rendimiento, la seguridad de los datos o ambas cosas. La mayoría de controladores RAID utilizan el protocolo SCSI porque llega a un número mayor de discos duros de un modo más eficaz que el protocolo IDE y es más adecuado para el procesamiento paralelo de comandos. Hay algunos controladores RAID que admiten discos duros IDE o SATA. La RAID por software ofrece las ventajas de los sistemas RAID, pero sin el coste adicional de los controladores de RAID por hardware. Sin embargo, esto supone tiempo de la CPU y exige unos requisitos de memoria que lo hace inadecuado para equipos con un rendimiento real alto.

2 Niveles de RAID

 

RAID hace uso de varias estrategias para combinar varios discos duros en un sistema RAID, cada una de las cuales tiene diferentes objetivos, ventajas y características. Las variaciones se denominan normalmente "niveles de RAID".

Los niveles de RAID se pueden dividir en las siguientes categorías:

Niveles estándar

Los estándares de estos niveles y sus formatos de datos asociados los establece la Storage Networking Industry Association (SNIA) en el estándar de formatos de datos de disco (DDF) de RAID común. Los niveles de RAID estándar son RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5 y RAID 6. Para obtener información detallada, consulte la Section 2.1, “Niveles RAID estándar”.

Niveles anidados

Combinan matrices ya existentes en una nueva matriz. Por ejemplo, RAID 0+1 o RAID 1+0.

Niveles no estándar

Por lo general, se trata de configuraciones RAID patentadas diseñadas para satisfacer necesidades específicas; por ejemplo, Linux MD RAID 10.

2.1 Niveles RAID estándar

 

Originalmente, solo había cinco niveles estándar de RAID, pero, como se describe en las siguientes secciones, se han desarrollado otros niveles.

2.1.1 RAID 0

 

RAID 0 mejora el rendimiento de las operaciones de datos al distribuir bloques de cada archivo en varios discos. Esta distribución de datos se denomina repartición. La capacidad general es la suma de la capacidad del disco en la matriz RAID. La ventaja de RAID 0 es que el rendimiento de las operaciones de lectura y escritura de cualquier archivo se multiplica por el número de unidades, ya que las operaciones de lectura y escritura se realizan de forma simultánea.

La desventaja de RAID 0 es que no proporciona ninguna copia de seguridad de los datos, por lo que si un disco falla, se destruye toda la matriz RAID y se pierden datos.

2.1.2 RAID 1

 

RAID 1 proporciona una seguridad adecuada para los datos, ya que estos se copian en otro disco duro 1:1. Esto se conoce como duplicación del disco duro Este nivel no proporciona repartición, por lo que no aporta un rendimiento superior de lectura o escritura. Sin embargo, la matriz sigue funcionando mientras esté funcionando al menos una unidad.

RAID 1 requiere al menos dos dispositivos.

2.1.3 RAID 2

 

En RAID 2, la repartición se realiza a nivel de bits. Este nivel de RAID no se utiliza actualmente en la práctica.

2.1.4 RAID 3

 

En RAID 3, la repartición se realiza a nivel de bytes con una unidad de paridad dedicada. RAID 3 no se utiliza normalmente en la práctica.

2.1.5 RAID 4

 

RAID 4 proporciona repartición a nivel de bloques con una unidad de paridad dedicada. Si un disco de datos falla, los datos de paridad se utilizan para crear un disco de sustitución. Sin embargo, el disco de paridad puede obstaculizar el acceso de escritura. Este nivel requiere al menos tres dispositivos.

RAID 4 no se utiliza normalmente en la práctica.

2.1.6 RAID 5

 

RAID 5 es un compromiso optimizado entre el Nivel 0 y el Nivel 1 en cuanto a rendimiento y seguridad de los datos. Un espacio de disco duro equivale al número de discos utilizados menos uno. Los datos se distribuyen por los discos duros como en RAID 0, incluidos los datos de paridad. Los bloques de paridad existen por razones de seguridad. Se enlazan entre sí con XOR, lo que permite que el bloque de paridad correspondiente reconstruya el contenido en caso de que se produzca un error en el sistema.

Con RAID 5, no puede fallar más de un disco duro a la vez. Si un disco duro falla, debe sustituirse en cuanto sea posible para evitar el riesgo de perder datos.

RAID 5 requiere al menos tres discos.

2.1.7 RAID 6

 

RAID 6 consiste en repartición a nivel de bloques con paridad distribuida doble. RAID 6 proporciona una tolerancia a fallos de datos extremadamente alta al soportar varios fallos de unidad simultáneos. Incluso si dos de los discos duros fallan, el sistema sigue funcionando sin pérdida de datos.

El rendimiento de RAID 6 es ligeramente inferior pero comparable al de RAID 5 en modo normal y en modo de fallo de un solo disco. Es muy lento en el modo de fallo de disco dual. Una configuración RAID 6 necesita una cantidad considerable de tiempo de CPU y memoria para las operaciones de escritura.

RAID 6 requiere al menos cuatro discos. En general, requiere N+2 discos, donde N es el número de discos necesarios para almacenar datos y 2 es para la paridad dual.

2.2 RAID anidada

 

2.2.1 RAID 0+1

 

RAID 0+1, también denominada RAID 01, duplica los discos repartidos, por lo que los datos se replican y comparten al mismo tiempo. El número mínimo de discos es cuatro.

2.2.2 RAID 1+0

 

RAID 1+0, también denominada RAID 10, es una combinación de repartición y duplicación. Los datos se distribuyen en varios discos y cada uno de ellos se duplica en otro disco.

3 Gestión de RAID por software

 

Después de configurar una RAID, puede realizar tareas de administración adicionales. Por ejemplo:

3.1 Asignación de nombres a RAID por software

 

3.1.1 Nombres por defecto

 

Por defecto, los dispositivos RAID por software tienen nombres que siguen el patrón mdN, donde N es un número. Por ejemplo, se puede acceder a ellos como /dev/md127 y se muestran como md127 en /proc/mdstat y /proc/partitions.

3.1.2 Asignación de nombres no predeterminados

 

Dado que trabajar con los nombres por defecto puede resultar complicado, hay dos formas de solucionar este problema:

Proporcionar un enlace con nombre al dispositivo

Opcionalmente, puede especificar un nombre para el dispositivo RAID al crearlo con YaST o en la línea de comandos con mdadm --create '/dev/md/ NAME'. El nombre del dispositivo seguirá siendo mdN, pero se creará el enlace /dev/md/NAME: 

> ls -og /dev/md
total 0
lrwxrwxrwx 1 8 Dec  9 15:11 myRAID -> ../md127

El dispositivo seguirá apareciendo como md127 en /proc.

Asignación de un dispositivo con nombre

Si un enlace con nombre al dispositivo no es suficiente para la configuración, añada la línea CREATE names=yes a /etc/mdadm.conf ejecutando el siguiente comando: 

> echo "CREATE names=yes" | sudo tee -a  /etc/mdadm.conf

Esto hará que se utilicen nombres como myRAID como nombre de dispositivo “real”. No solo se podrá acceder al dispositivo en /dev/myRAID, sino que también aparecerá como myRAID en /proc. Tenga en cuenta que esto solo se aplicará a RAID configurados después del cambio en el archivo de configuración. Las RAID activas seguirán utilizando los nombres mdN hasta que se detengan y se vuelvan a montar.

Warning
Warning: herramientas incompatibles

No todas las herramientas admiten dispositivos RAID con nombre. Si una herramienta espera que se asigne un nombre mdN a un dispositivo RAID, no podrá identificar los dispositivos.

3.2 Configuración del tamaño de repartición en RAID 5 en AArch64

 

Por defecto, el tamaño de repartición se establece en 4 kB. Si necesita cambiar el tamaño de repartición por defecto, por ejemplo, para que coincida con el tamaño de página típico de 64 kB en AArch64, puede configurar el tamaño de repartición manualmente mediante la interfaz de línea de comandos: 

> sudo echo 16384  > /sys/block/md1/md/stripe_size

El comando anterior establece el tamaño de la repartición en 16 kB. Puede definir otros valores, como 4096 u 8192, pero debe ser una potencia de 2.

3.3 Monitorización de RAID por software

 

Puede ejecutar mdadm como un daemon en el modo monitor para monitorizar RAID por software. En el modo monitor, mdadm realiza comprobaciones regulares en la matriz en busca de errores de disco. Si se produce un error, mdadm envía un mensaje de correo electrónico al administrador. Para definir el intervalo de tiempo de las comprobaciones, ejecute el siguiente comando: 

mdadm --monitor --mail=root@localhost --delay=1800 /dev/md2

El comando anterior activa la monitorización de la matriz /dev/md2 en intervalos de 1800 segundos. En caso de fallo, se enviará un mensaje de correo electrónico a root@localhost.

Note
Note: las comprobaciones de RAID están habilitadas por defecto

Las comprobaciones de RAID están habilitadas por defecto. Puede suceder que el intervalo entre cada comprobación no sea lo suficientemente largo y que se produzcan advertencias. Por lo tanto, puede aumentar el intervalo estableciendo un valor más alto con la opción delay.