Configuraciones RAID y Gestión de Almacenamiento: Conceptos Esenciales

Explorando los Niveles RAID: Redundancia y Rendimiento

Los niveles RAID (Redundant Array of Independent Disks) son esquemas diseñados para proporcionar redundancia a un menor coste, utilizando la idea de distribución en bandas (striping) combinada con bits de paridad.

RAID 0: Distribución sin Redundancia

El Nivel 0 hace referencia a matrices de discos con distribución de bandas en el nivel de bloques, pero sin ninguna redundancia.

RAID 1: Duplicación en Espejo (Mirroring)

El Nivel 1 hace referencia a la duplicación en espejo de los discos.

RAID 2: Organización con Códigos de Corrección de Errores

El Nivel 2 es una organización con códigos de corrección de errores (ECC) de tipo memoria. Este nivel almacena dos o más bits adicionales y puede reconstruir los datos si resulta dañado el único bit de paridad.

RAID 3: Paridad con Entrelazado de Bits

El Nivel 3 es una organización de paridad con entrelazado de bits. Mejora con respecto al Nivel 2, ya que tiene en cuenta el hecho de que las controladoras de disco pueden detectar si un sector ha sido leído correctamente, por lo que puede utilizarse un único bit de paridad tanto para detección como para corrección de errores.

RAID 4: Paridad con Entrelazado de Bloques y Disco de Paridad Dedicado

El Nivel 4 es una organización de paridad con entrelazado de bloques. Utiliza una distribución en bandas de nivel de bloque (similar a RAID 0) y, además, mantiene un bloque de paridad en un disco separado, con información de paridad para los bloques correspondientes de los otros N discos.

RAID 5: Paridad Distribuida con Entrelazado de Bloques

El Nivel 5 implementa paridad distribuida con entrelazado de bloques. Difiere del Nivel 4 en que los datos y la información de paridad se reparten entre los N+1 discos, en lugar de almacenar los datos en N discos y la información de paridad en un único disco dedicado.

RAID 6: Redundancia P+Q (Doble Paridad)

El Nivel 6 es un esquema de redundancia P+Q. Es similar al Nivel 5, pero almacena información redundante adicional para proteger los datos frente a múltiples fallos de disco.

RAID 0+1: Combinación de Distribución y Espejo

El Nivel 0+1 (también conocido como RAID 01) hace referencia a la combinación entre los niveles 0 (distribución en bandas) y 1 (duplicación en espejo). Su funcionamiento se describe como:

• Se distribuye en bandas un conjunto de discos (creando un RAID 0).
• Luego, ese conjunto distribuido se duplica en espejo en otro conjunto equivalente de discos (aplicando RAID 1 al conjunto RAID 0).

Características principales:

• Mejora de prestaciones: Proporcionada por el componente RAID 0.
• Fiabilidad: Proporcionada por el componente RAID 1.
• Rendimiento comparativo: Este nivel proporciona un mejor rendimiento que RAID 5.
• Uso común: Entornos donde son importantes tanto las prestaciones como la fiabilidad.
• Coste: Dobla el número de discos necesarios para la capacidad de almacenamiento útil, por lo que es más caro.

RAID 1+0: Combinación de Espejo y Distribución

En el Nivel 1+0 (también conocido como RAID 10), la configuración es la inversa del RAID 0+1: primero los discos se duplican en parejas (creando múltiples conjuntos RAID 1), y luego los datos se distribuyen en bandas (striping) entre estas parejas de discos espejados resultantes.

Gestión del Espacio Libre

Lista Enlazada

Este método consiste en enlazar todos los bloques de disco libres, manteniendo un puntero al primer bloque libre en una ubicación especial del disco y almacenándolo en la memoria caché. Este primer bloque libre contendrá a su vez un puntero al siguiente bloque libre del disco, y así sucesivamente.

Agrupamiento

Con el agrupamiento, se almacenan las direcciones de n bloques libres en el primer bloque libre disponible. De estos, los primeros n-1 de estos bloques estarán realmente libres. El último bloque de este grupo contendrá las direcciones de otros n bloques libres.

Recuento

El método de recuento aprovecha la posibilidad de que se puedan asignar o liberar simultáneamente bloques contiguos. En lugar de mantener una lista de n direcciones de bloques libres, se mantiene la dirección del primer bloque libre de una secuencia contigua y el número n de bloques libres contiguos que le siguen.