Gestión de RAID

INTRODUCCIÓN

Curso: Gestión de Servidores

Equipo de Profesores del Curso

Logro del Curso

Al termino del curso, el alumno implementa

y administra sistema de protección de datos

RAID y LVM, servidores de seguridad de red

Firewall, Proxy y VPN sobre el sistema

operativo GNU/Linux.

Logro de la Unidad

Al termino de la Unidad, el alumno

implementa RAID y el gestor de volúmenes

lógicos para la administración de discos en

el sistema.

Gestión de Tecnología RAID

Temario

• Tecnología RAID

• Características RAID

• Niveles RAID

• Implementación RAID con software Linux

Tecnología RAID

La tecnología RAID (Redundant Array of Independent

Disks) que significa matriz redundante de discos

independientes, es una forma de combinación de varios

discos duros para formar una única unidad lógica en la

que se almacenan los datos de forma redundante.

Ofrece mayor tolerancia a fallos y más altos niveles de

rendimiento que un sólo disco duro o un grupo de discos

duros independientes.

Características

• Un RAID protege contra la pérdida de datos proporciona

recuperación de datos en tiempo real para mantener los

datos disponibles en caso de que se produzcan un fallo de

disco en el sistema.

• Los RAID consta de dos o más discos duros que ante el

sistema funcionan como un único dispositivo, de tal manera

incrementa la capacidad de almacenamiento y ofrece un

mejor rendimiento.

Niveles RAID

Se especifica a continuación una breve descripción de los

niveles RAID que soporta la capa de RAID con el software de

Linux. El soporte RAID de Linux incorpora los siguientes

niveles:

• RAID 0

- El nivel RAID 0 también conocido como "separación ó

fraccionamiento/Striping", los datos se dividen en pequeños

segmentos y se distribuyen entre varias unidades de disco.

˗ Este nivel RAID no ofrece tolerancia a fallos. El fallo de

cualquier disco tendría como resultado la pérdida de los

datos y sería necesario restaurarlos desde una copia de

seguridad.

Niveles RAID

• RAID 0

- No existe redundancia para el almacenamiento de los

mismos datos en más de una unidad de disco.

- Es una buena solución para aplicaciones de reproducción

de video, audio, etc.; que necesite un almacenamiento a

gran velocidad pero que no requiera tolerancia a fallos.

- Para implementar RAID 0 se necesita un mínimo de dos

unidades de disco

Niveles RAID

Niveles RAID • RAID 1

- El nivel RAID 1 también llamado "Mirroring" (discos en

espejo). Los datos se duplican en unidades de disco

adicionales sobre sobre los que se realizan una copia en

todo momento de los datos que se están modificando. Las

unidades de disco se deben añadir en pares para

aumentar la capacidad de almacenamiento.

- Este nivel RAID ofrece tolerancia a fallos, en caso de fallo

de un disco, la controladora sigue trabajando con los

discos no dañados sin detener el sistema.

- Para un mejor rendimiento en RAID 1 se recomienda Disk

duplexing el uso de controladores de disco independientes,

una para cada disco, esto ofrece una mejor tolerancia de

fallos de los datos.

Niveles RAID

• RAID 1

- Permite la disponibilidad de redundancia de datos. Para

esto se duplican todos los datos de una unidad en otra. De

esta manera se asegura la integridad de los datos.

- Es una alternativa costosa para grandes sistemas, ya que

las unidades se deben añadir en pares para aumentar la

capacidad de almacenamiento, su utilización se limita para

sistemas en que resulta su reemplazo difícil y de elevado

costo en donde la disponibilidad de los datos es

fundamental.

- Para implementar RAID 1 se necesita un mínimo de dos

unidades de disco.

Niveles RAID

Niveles RAID

• RAID 3

- El nivel RAID 3 los datos son divididos en bytes y cada byte

se escribe en cada uno de los discos de forma paralela de

modo que las operaciones de lectura y escritura se

acceden a todos los discos al mismo tiempo. Para cada

sección de datos se genera el byte de paridad y es escrito

en un único disco de almacenamiento de información de

paridad utilizado para la recuperación de datos.

- Este nivel RAID ofrece alto rendimiento de transferencia,

fiabilidad y disponibilidad de los datos a un costo inferior

que un Mirroring. Sin embargo su rendimiento de

transacción es bajo porque se acceden al mismo tiempo a

todos los discos.

Niveles RAID

• RAID 3

- Es recomendable para sistemas que transfiere grandes

cantidades de datos secuencialmente, ejemplo audio,

video. Es menos apropiado para el tipo de acceso de base

de datos.

- Para implementar RAID 3 se necesita un mínimo de tres

unidades de disco.

Niveles RAID

Niveles RAID

• RAID 5

- El nivel RAID 5 los datos se dividen a nivel de bloques se

distribuye en cada uno de los discos de modo que las

operaciones de lectura y escritura se acceden por cada

disco de forma independiente. La información de paridad

se reparte entre todos los discos de forma rotatoria,

mejorando por tanto el número de transacciones de datos

que puede gestionar el RAID de forma simultánea.

Niveles RAID

• RAID 5

- Es una solución para aplicaciones que trabajen con

ficheros pequeños pero con un gran número de

transacciones de datos, como es el caso de los servidores

de ficheros, servidores Web, Correo, Servidores de bases

de datos relacionales o las aplicaciones de gestión.

- Para implementar RAID 5 se necesita un mínimo de tres

unidades de disco.

Niveles RAID

Implementación RAID con software

Linux

Instalación

Se instala el paquete mdadm (multiple devices admin) se

utiliza para crear, administrar y monitorear dispositivos md

de Linux (RAID por software), proporciona una forma simple y

estable para realizar casi todas las funciones de gestión de

arrays software en el sistema.

yum -y install mdadm


Linux

Esquema

Para implementar RAID 1 se requiere que en un disco este

asignado los datos y que tenga un espejo en otro disco.

Partición de discos

En la presente tabla se muestra los discos que son

particionado en el sistema.

Disco Partición Tamaño Tipo

1 /dev/sdb1 400 Mb RAID

2 /dev/sdc1 400 Mb RAID


Linux

Se utiliza el comando fdisk para agregar una nueva partición

en cada disco.

fdisk /dev/sdb

Orden (m para obtener ayuda): n

: n Añade una nueva partición

: p Seleccionar partición

: t Cambiando el tipo de Filesystem

Tipo: fd (Linux Raid autodetect)

: wq Salir de fdisk


Linux

Realizar el mismo procedimiento para el dispositivo /dev/sdc

Generando arreglo RAID 1

mdadm –create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1

Nombre del

dispositivo RAID

Nro. de dispositivos

que conforma el RAID

Nivel del RAID Particiones que

conforma el RAID


Linux

Visualizando el estado del dispositivo RAID.

mdadm -D /dev/md0

Se realiza transferencia sistema de archivos al dispositivo RAID.

mke2fs -j /dev/md0


Linux

Se procede a montar el sistema de archivos.

mount -t ext3 /dev/md0 /info

Se muestra información de los sistemas de archivos

df

S.ficheros Bloques de 1K Usado Dispon Uso% Montado en

/dev/sda2 4061572 1220112 2631812 32% /

/dev/sda1 116648 11477 99149 11% /boot

tmpfs 315360 0 315360 0% /dev/shm

/dev/md0 388693 10288 358332 3% /info


Linux

Información del sistema RAID

mdadm --detail –scan

Enviando información al fichero de configuración RAID

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


Linux

Personalizando el fichero de configuración RAID

Se agrega lista de dispositivos que conforma el sistema RAID

vim /etc/mdadm.conf

ARRAY /dev/md0 level=raid1 num-devices=2 metadata=0.90

UUID=255d4f95:335c06bd:14d07509:9a6025b0 devices=/dev/sdb1, /dev/sdc1


Linux

Se configura fstab para el montaje de sistema de archivos

Se procede a reiniciar el sistema

Se verifica el estado RAID este operativo en el sistema

cat /proc/mdstat

vim /etc/fstab

/dev/md0 /info ext3 defaults 1 2


Linux

Desactivando dispositivo RAID

mdadm -S /dev/md0

Activando dispositivo RAID

mdadm -A /dev/md0

Se procede a reiniciar el sistema


Linux

Simulación de caída

Se realiza una simulación de fallo de una unidad de disco

mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb1

mdadm: only give one device per ARRAY line: /dev/md0 and /dev/sdc1

mdadm: set /dev/sdb1 faulty in /dev/md0


Linux

Comprobando el estado operativo RAID

cat /proc/mdstat

Personalities : [raid1]

md0 : active raid1 sdc1[1] sdb1[2](F)

401472 blocks [2/1] [_U]

unused devices: <none>


Linux

Se procede a remover una unidad de disco

mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb1


mdadm: hot removed /dev/sdb1


Linux

Restaurando una unidad de disco

mdadm /dev/md0 --add /dev/sdb1


mdadm: re-added /dev/sdb1


Linux

Comprobando el estado operativo RAID

cat /proc/mdstat

Personalities : [raid1]

md0 : active raid1 sdb1[0] sdc1[1]

401472 blocks [2/2] [UU]

unused devices: <none>

Gestión de Tecnología LVM

Temario

• Tecnología LVM

• Características LVM

• Volumen Físico

• Grupo de Volumen

• Volumen Lógico

Tecnología LVM

El gestor de volúmenes lógicos (Logical Volume Manager o

LVM) permite distribuir el espacio del disco de forma flexible

en diferentes sistemas de archivos. El LVM se desarrolló por

la dificultad que supone modificar las particiones en un

sistema en ejecución. Nos permite agrupar los discos duros

en grupos de volúmenes. La capacidad de estos grupos de

volúmenes se podrá distribuir en volúmenes lógicos a los

que se acceden como si fuesen un dispositivo donde se

almacena datos en el sistema.

Características

Entre las características principales LVM encontramos el

redimensionado de grupos lógicos, redimensionado de

volúmenes lógicos, capacidad de realización de snapshots

(instantáneas) de lectura y escritura (LVM2) esto permite

crear un nuevo dispositivo que será una copia imagen del

volumen lógico, así como también en agregar nuevos discos

a los volúmenes, etc. Se podría decir que LVM es un

mecanismo para virtualizar discos.

Gestión de Volúmenes Lógicos

El gestor de volúmenes lógicos se divide en los siguientes

niveles.

• Volume Group (VG)

Un grupo de volumen es el equivalente a un disco duro

virtual que puede estar conformado por volúmenes físicos

y lógicos.

• Physical Volume (PV)

Un volumen físico (Physical Volume) puede ser un disco

duro, particiones o también un dispositivo de bloque

como un volumen RAID.


• Logical Volume (LV)

Un volumen lógico (Logical Volume) es el equivalente a

una partición de un disco duro que contiene su propio

sistema de archivos.

• Physical Extent (PE)

Cada volumen físico (PV) esta divido por trozos datos que

se llaman extensión física.

• Logical Extent (LE)

Cada volumen lógico (LV) esta divido por trozos de datos

que se llaman extensión lógica.



Instalación

Se instala el paquete lvm2 incluye todo el soporte para la

administración de volúmenes físicos (disco duro, sistema

RAID, etc.) la creación de grupos de volúmenes desde uno

o mas volúmenes físicos y creación de volúmenes lógicos

en grupos de volúmenes.

yum -y install lvm2


Esquema

Se implementa LVM para una mejor distribución del espacio

disponible entre las unidades de disco.

Partición de discos

En la presente tabla se muestra los discos que son

particionado en el sistema

Disco Partición Tamaño Tipo

1 /dev/sdb1 400 Mb LVM

2 /dev/sdc1 400 Mb LVM


Creación de volumen físico

El comando pvcreate se usa para la creación de volumen

físico.

pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1

Physical volume "/dev/sdb1" successfully created

Physical volume "/dev/sdc1" successfully created


Información de los volúmenes físicos

El comando pvdisplay nos muestra información de los

volúmenes físicos del sistema.

pvdisplay

"/dev/sdb1" is a new physical volume of "392,18 MB"

--- NEW Physical volume ---

PV Name /dev/sdb1

VG Name

PV Size 392,18 MB

Allocatable NO

PE Size (Kbyte) 0

Total PE 0

Free PE 0

Allocated PE 0

PV UUID L9MNuI-P036-BZaE-vlHt-IfGO-pstQ-iU3KM0


Listado de volúmenes físicos en el sistema

pvscan

PV /dev/sdb1 lvm2 [392,18 MB]

PV /dev/sdc1 lvm2 [392,18 MB]

Total: 2 [784,36 MB] / in use: 0 [ 0 ] / in no VG: 2 [784,36 MB]


Creación grupo de volumen

Se crea el grupo de volumen LVM con dos volúmenes

físicos en el sistema.

vgcreate LVM /dev/sdb1 /dev/sdc1

Volume group “LVM" successfully created


Información de los grupos de volúmenes

vgdisplay

--- Volume group ---

VG Name LVM

System ID

Format lvm2

Metadata Areas 2

Metadata Sequence No 1

VG Access read/write

VG Status resizable

MAX LV 0

Cur LV 0

Open LV 0

Max PV 0

Cur PV 2

Act PV 2

VG Size 776,00 MB

PE Size 4,00 MB

Total PE 194

Alloc PE / Size 0 / 0

Free PE / Size 194 / 776,00 MB

VG UUID vCmDjg-fsuD-d9p1-8vMq-Hg4d-3UA3-5g2Ka4


Listado grupos de volúmenes

vgscan

Reading all physical volumes. This may take a while...

Found volume group “LVM" using metadata type lvm2


Creación de volumen lógico

En este nivel en un grupo de volumen se crean volúmenes

lógicos que son considerado como particiones dentro del

sistema operativo.

Para crear un volumen lógico llamado soporte de 100MB en

el grupo de volumen LVM del sistema

lvcreate -L 100M -n soporte LVM

Logical volume “soporte" created


Información de los volúmenes lógicos

lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/LVM/soporte

VG Name LVM

LV UUID vCmx2H-7ZQb-Vw0I-quB5-NY0U-3Mkt-FBJqz5

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 0

LV Size 100,00 MB

Current LE 25

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0


Listado de volúmenes lógicos

lvscan

ACTIVE '/dev/LVM/soporte' [100,00 MB] inherit


Creación sistema de archivos en un volumen lógico

Se realiza la transferencia del sistema de archivos hacia el

volumen lógico creado en el sistema.

mkfs -t ext3 /dev/LVM/soporte

Montando sistema de archivos

Montando sistemas de archivos del volumen lógico soporte

en el directorio /redes del sistema.

mount /dev/LVM/soporte /redes


Se configura fstab para el montaje del sistema de archivos

Se muestra información del sistemas de archivos

vim /etc/fstab

/dev/LVM/soporte /redes ext3 defaults 0 0

df -h /redes

S.ficheros Tamaño Usado Disp Uso% Montado en

/dev/mapper/LVM-soporte

97M 5,6M 87M 7% /redes


Extendiendo volumen lógico

Se procede a extender 200 MB el tamaño del volumen lógico.

lvextend -L +200M /dev/LVM/soporte

Extending logical volume soporte to 200,00 MB

Logical volume soporte successfully resized


Se ejecuta el comando resize2fs para modificar el tamaño

del sistema de archivos e integrar el espacio adicional.

resize2fs /dev/LVM/soporte

Se muestra información del sistemas de archivos

df -h /redes

S.ficheros Tamaño Usado Disp Uso% Montado en

/dev/mapper/LVM-soporte

194M 5,6M 179M 4% /redes


Eliminando volumen lógico

Se debe desmontar el sistema de archivos del volumen

lógico.

umount /redes

Se procede a eliminar el volumen lógico del sistema.

lvremove /dev/LVM/soporte

Do you really want to remove active logical volume soporte? [y/n]: y

Logical volume “soporte" successfully removed


Eliminando un grupo de volumen

El comando vgremove se usa para eliminar un grupo de

volumen.

vgremove LVM

Volume group “LVM" successfully removed


Eliminando volumen físico

El comando pvremove se usa para eliminar volumen físico.

pvremove /dev/sdb1 /dev/sdc1

Labels on physical volume "/dev/sdd1" successfully wiped

Labels on physical volume "/dev/sdc1" successfully wiped

Consultas

Documents

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