Descripción de los tipos de disco duro, RAID y controladoras RAID en los Servidores Dell PowerEdge y chasis del servidor Blade


Descripción de los tipos de disco duro, RAID y controladoras RAID en los Servidores Dell PowerEdge y chasis del servidor Blade


Índice:

  1. Tipos de disco duro
  2. ¿Qué es un RAID?
  3. Soluciones RAID disponibles
  4. Descripción de la configuración

     
Este artículo brinda información para comprender los tipos de disco duro, RAID y controladoras RAID en los servidores Dell PowerEdge y chasis del servidor Blade.

Tipos de disco duro

Dell PowerEdge RAID Controller (PERC) y otros controladores pueden admitir una variedad de tipos de disco duro. Hay cuatro tipos principales utilizados en servidores de novena generación de Dell y superiores. Existen limitaciones específicas de configuración y se deben revisar las especificaciones para el tipo de controladora utilizada. Además, no se pueden mezclar tipos en el mismo conjunto RAID. También hay diferencias de transferencia que se conocen como SATA 1, 2 o 3. También se pueden considerar como 3 Gb/s o 6 Gb/s. A fin de obtener la velocidad máxima del disco duro, tanto el plano posterior, como los cables y la tarjeta controladora deben admitir el conjunto establecido. En la mayoría de los casos, la especificación más reciente es compatible con versiones anteriores hasta la velocidad común más baja. Por ejemplo: conectar una unidad de disco duro 6 Gb/s en un plano posterior de 3Gb/s tendrá como resultado una velocidad se 3Gb/s.

 

  1. Serial ATA (SATA): las unidades SATA son discos duros base de los servidores Dell PowerEdge. Serial ATA fue diseñado para reemplazar las antiguas ATA paralelas (PATA) estándar (a menudo denominadas por su antiguo nombre, IDE) y ofrece varias ventajas por sobre la interfaz más antigua: reducción del tamaño de cable y del costo (7 conductores en lugar de 40), intercambio en caliente nativo, transferencia de datos más rápida mediante velocidades de señalización superiores y transferencia más eficiente mediante un protocolo de cola de E/S. En algunos sistemas sin una controladora, éstos pueden estar conectados por cable con conexiones SATA incorporadas en la tarjeta madre en su lugar. En los servidores más pequeños con una controladora, aún pueden estar conectados por cable, puesto que estos sistemas no tienen un plano posterior. Los discos duros conectados por cable no son intercambiables en caliente.

     
  2. SAS near line: cerca de la línea SAS están las unidades SATA empresariales con una interfaz SAS, las unidades SATA con cabezales, multimedia y velocidad de rotación de clase empresarial tradicional con la típica interfaz de capacidad completa para unidades SAS clásicas. Esto proporciona un mejor rendimiento y confiabilidad en SATA. Básicamente, es un híbrido entre SATA y SAS.

     
  3. SCSI seriales (SAS): SAS es un protocolo de comunicaciones utilizado en discos duros empresariales y unidades de cinta. SAS es un protocolo serial punto a punto, que sustituye a la antigua tecnología basada en bus SCSI paralelos (SCSI). Utiliza el conjunto de comandos estándar SCSI. Tienen conexiones adicionales a través de la parte superior de la conexión SATA. Se trata de la vanguardia en rendimiento para las unidades electromecánicas.

     
  4. Unidad de estado sólido (SSD): un SSD es un dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza un ensamble de circuito integrado como memoria para almacenar datos de forma persistente. La tecnología SSD utiliza interfaces electrónicas compatibles con unidades de disco duro de entrada/salida (E/S) tradicional de bloque. Las unidades SSD no utilizan componentes mecánicos móviles, lo que las distingue de los discos magnéticos tradicionales tales como las unidades de disco duro, que son dispositivos electromecánicos que contienen discos girando y cabezales de lectura y de escritura móviles. En comparación con los discos electromecánicos, las SSD generalmente son menos susceptibles a los impactos físicos, son silenciosas y tienen un tiempo de acceso y una latencia reducidos. Normalmente, debido a estas funciones, las unidades SSD pueden ser las E/S más rápidas en el mercado actual en cuanto a factor de forma de disco duro estándar.

     

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¿Qué es un RAID?

Un RAID es un grupo de discos físicos independientes que ofrece un alto rendimiento mediante el aumento de la cantidad de unidades que se usa para guardar datos y acceder a estos. Un subsistema de discos RAID mejora el rendimiento de E/S y la disponibilidad de los datos. El grupo de discos físicos aparece en el sistema host como una única unidad de almacenamiento o como múltiples unidades lógicas. El rendimiento de los datos mejora porque es posible acceder a varios discos simultáneamente. Los sistemas RAID también mejoran la disponibilidad de almacenamiento de datos y la tolerancia a errores. La pérdida de datos producida por un error del disco físico puede recuperarse regenerando los datos perdidos desde los discos físicos restantes que contengan datos o paridad. RAID no es una solución de respaldo. No reemplaza una buena solución de respaldo de datos para la conservación y seguridad de estos.


 

Los distintos niveles de RAID:

  • RAID 0 utiliza bandas de disco para proporcionar datos alto rendimiento, especialmente para archivos grandes, en un entorno que no requiere redundancia de datos.
  • RAID 1 utiliza replicación de discos para que los datos escritos en un disco físico se escriban simultáneamente en otro disco físico. RAID 1 se recomienda para bases de datos pequeñas u otras aplicaciones que requieren poca capacidad, pero una redundancia de datos completa.
  • RAID 5 utiliza bandas de disco y datos de paridad en todos los discos físicos (paridad distribuida) para proporcionar datos alto rendimiento y redundancia de datos, especialmente para accesos pequeños y aleatorios.
  • RAID 6 es una extensión de RAID 5 y utiliza un bloque paridad adicional. RAID 6 utiliza bandas a nivel de bloque, con dos bloques de paridad distribuidos por todos los discos miembro. RAID 6 proporciona protección contra errores de discos dobles y errores cuando un único disco se está reconstruyendo. Si está utilizando un solo arreglo, implementar RAID 6 es más eficaz que implantar un disco de repuesto dinámico.
  • RAID 10, una combinación de RAID 0 y RAID 1, utiliza bandas de disco en discos replicados. Proporciona un elevado rendimiento y redundancia de datos completa. RAID 10 puede admitir hasta ocho extensiones y hasta 32 discos físicos por extensión.
  • RAID 50 es una combinación de RAID 0 y RAID 5 en donde el arreglo RAID 0 se fragmenta en elementos RAID 5. RAID 50 requiere seis discos como mínimo.
  • RAID 60 es una combinación de RAID 0 y RAID 6 en donde el arreglo RAID 0 se fragmenta en elementos RAID 6. RAID 60 requiere ocho discos como mínimo.



Terminología de RAID
 

  • RAID 0: RAID 0 permite grabar datos en varios discos físicos en vez de hacerlo en un solo disco físico. RAID 0 implica particionar cada espacio de almacenamiento del disco físico en bandas de 64 KB. Estas bandas se intercalan de forma secuencial y repetida. La parte de la banda que hay en un único disco físico se denomina elemento de banda. Por ejemplo, en un sistema de cuatro discos que utilizan únicamente RAID 0, el segmento 1 se graba en el disco 1, el segmento 2 se graba en el disco 2 y así sucesivamente. RAID 0 mejora el rendimiento porque permite acceder a varios discos físicos simultáneamente, pero no proporciona redundancia de datos (Figura 1 (sólo en inglés)). 


Disco 1  
Figura 1: RAID 0

Tolerancia a errores: ninguna
Ventaja: rendimiento mejorado, almacenamiento adicional
Desventaja: no se debe utilizar para los datos críticos, se producirá una pérdida de datos con cualquier error de la unidad.


 

RAID 1

Con RAID 1, los datos grabados en un disco se graban simultáneamente en otro disco. Si uno de los discos falla, el contenido del otro disco puede utilizarse para arrancar el sistema y regenerar el disco físico con error. La principal ventaja de RAID 1 es que ofrece una redundancia de datos de 100 por ciento. Debido a que el contenido del disco se escribe en un segundo disco completamente, el sistema puede superar el error de un disco. Ambos discos contienen los mismos datos en todo momento. Cualquiera de los discos físicos puede actuar como disco físico operativo (Figura 2 (solo inglés)).

Nota: los discos físicos duplicados mejoran el rendimiento de lectura mediante el equilibrio de carga de lectura.

Disco 2 
Figura 2: RAID 1


Tolerancia a errores: errores de disco, error de disco único
Ventaja: alto rendimiento de lectura, recuperación rápida tras el error de la unidad, redundancia de datos
Desventaja: alta sobrecarga de discos, capacidad limitada

 

RAID 5 y 6

Datos de paridad: los datos de paridad son datos redundantes que se generan para proporcionar tolerancia a los errores dentro de determinados niveles de RAID. En caso de que se produzca un error de la unidad, la controladora puede utilizar los datos de paridad para regenerar los datos del usuario. Los datos de paridad están presentes en RAID 5, 6, 50 y 60. Los datos de paridad se distribuyen entre todos los discos físicos en el sistema. Si un disco físico falla, es posible reconstruirlo desde la paridad y los datos de los discos físicos restantes. El nivel de RAID 5 combina la paridad distribuida con discos por bandas, tal como se muestra a continuación (Figura 3 (sólo en inglés)). La paridad proporciona redundancia para un error de disco físico sin duplicar el contenido de todos los discos físicos.  RAID 6 combina la paridad distribuida doble con bandas de disco (Figura 4 (solo en inglés)). Este nivel de paridad permite dos errores de disco sin que se duplique el contenido de todos los discos físicos.
 
RAID 5
DISCO 3 
Figura 3: RAID 5

Tolerancia a errores: errores de disco, errores de disco único
Ventaja: uso eficiente de la capacidad de la unidad, alto rendimiento de lectura, rendimiento de escritura medio a alto
Desventaja: error de disco con mediano impacto, reconstrucción más larga debido a la necesidad de un nuevo cálculo de la paridad


 
RAID 6
Disco4 
Figura 4: RAID 6

Tolerancia a errores: errores de disco, errores de disco doble
Ventaja: redundancia de datos, alto rendimiento de lectura
Desventaja: rendimiento de escritura disminuido debido a los cálculos dobles de paridad, costo adicional debido al equivalente de 2 discos dedicados a la paridad




 
RAID 10: RAID 10 necesita dos o más conjuntos replicados que funcionen juntos. Varios conjuntos RAID 1 se combinan para formar un arreglo único. Los datos se segmentan en bandas en todas las unidades replicadas. Puesto que cada unidad está replicada en RAID 10, no se producen demoras ya que no se realizan cálculos de paridad. Esta estrategia de RAID puede soportar la pérdida de varias unidades siempre y cuando no fallen dos unidades del mismo par replicado. Los volúmenes RAID 10 proporcionan alto rendimiento y redundancia de datos completa (Figura 5 (solo en inglés)).

DISCO 5 
Figura 5: RAID 10

Tolerancia a errores: errores de disco, un error de disco por conjunto de duplicados
Ventaja: alto rendimiento de lectura, compatible con mayor grupo RAID de 192 unidades
Desventaja: es el más costoso


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Soluciones RAID disponibles por tarjeta controladora


Los niveles de RAID admitidos por cada PERC (PowerEdge Raid Controller Card) se muestran en la tabla en dell.com/perc

 

Descripción de la configuración



En el momento de la compra del sistema, la mayoría de los sistemas vienen previamente configurado con el tipo de RAID que seleccionó y funcionan inmediatamente. Por lo general, en esta situación no se requiere ninguna acción del cliente, puesto que está configurado y en funcionamiento. Si después de recibir la unidad se debe realizar un cambio, se puede cambiar el nivel de RAID a través del software o la interfaz de la controladora sin pérdida de la fecha, dependiendo de la controladora en sí, el tipo original de RAID y el tipo al que desea cambiar. No todas las migraciones son compatibles. Si no es posible realizar la migración, será necesario realizar una limpieza completa de los discos duros y volver a crear desde el principio. Advertencia: se recomienda crear un respaldo verificado de sus datos antes de realizar o intentar realizar cualquier cambio. Cualquier error podría resultar en una situación de pérdida de datos. Migración de Nivel de RAID (por ejemplo, para la controladora H700/H800).

 
Nota: el número total de discos físicos en un grupo de discos no puede superar los 32.
 
Nota: no puede realizar una migración de nivel de RAID y una expansión en los niveles de RAID 10, 50 y 60.
  
 
Nivel de RAID de origen Nivel de RAID de destino Número necesario de discos físicos (principio) Número de discos físicos (final) Expansión de capacidad posible Descripción
RAID 0 RAID 0 1 2 o más Aumenta la capacidad agregando discos.
RAID 0 RAID 1 1 2 No Convierte un disco virtual sin redundancia en un disco virtual replicado mediante la adición de un único disco.
RAID 0 RAID 5 1 o más 3 o más Se debe agregar al menos una unidad para los datos de paridad distribuida.
RAID 0 RAID 6 1 o más 4 o más Se debe agregar al menos dos unidades para los datos de paridad distribuida doble.
RAID 1 RAID 0 2 2 o más Elimina la redundancia a la vez que aumenta la capacidad.
RAID 1 RAID 5 2 3 o más Mantiene la redundancia a la vez que duplica la capacidad.
RAID 1 RAID 6 2 4 o más Se deben agregar al menos dos unidades para los datos de paridad distribuida.
RAID 5 RAID 0 3 o más 3 o más Conversión a un disco virtual sin redundancia y recuperación del espacio en disco utilizado para los datos de paridad distribuida.
RAID 5 RAID 5 3 4 o más Aumenta la capacidad agregando discos.
RAID 5 RAID 6 3 o más 3 o más Se debe agregar al menos una unidad para los datos de paridad distribuida doble.
RAID 6 RAID 0 4 o más 4 o más Conversión a un disco virtual sin redundancia y recuperación del espacio en disco utilizado para los datos de paridad distribuida.
RAID 6 RAID 5 4 o más 4 o más Eliminación de un conjunto de datos de paridad y recuperación del espacio en disco utilizado para dicho conjunto.
RAID 6 RAID 6 4 5 o más Aumenta la capacidad agregando discos.




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Identificación del artículo: SLN129581

Última fecha de modificación: 15/09/2019 15:15

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