INTRODUCCION A LOS SISTEMA INFORMATICOSGRUPO 30110

SISTEMA DE INFORMACION(SEGUNDO SEMESTRE)

ELBORADO PORLUIS ANGEL PENAGOS ALVAREZ

PRESENTADO A TUTORALEJANDRO PEREZ

UNIVERSIDAD CUN: CORPORACION UNIFICADA NACIONAL DE EDUCACION

SUPERIOR

AÑOR 2017

SISTEMAS DEALMACENAMIENTO

1 Estructura de contenidos 2 CONCEPTOS GENERALES DE SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO 3 Definiciones previas 4 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ALMACENAMIENTOPOR DISPONIBILIDAD DE DATOS 5 SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO BASADOS EN HARDWARE 6 Sistema de almacenamiento RAID 7 Ventajas y desventajas de los RAID’s 8 Clasificación del sistema RAID’s 9 RAID Estándar 10 Ventajas y desventajas de los nivel RAID estándar 11 Cuadro comparativo de parámetros del nivel RAID estándar 12 Sistema de almacenamiento SAN 13 Definición de SAN 14 Ventajas y desventajas de SAN 15 Sistema de almacenamiento NAS 16 Definición de NAS 17 Ventajas y desventajas de NAS 18 SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO BASADO EN SOFTWARE 19 BIBLIOGRAFÍA 20 MATERIAL AUDIOVISUAL 21 GLOSARIO

MAPA CONCEPTUALSistemas de Almacenamiento

CONCEPTOS GENERALES DE LOSSISTEMAS DE ALMACENAMIENTO

INTRODUCCIÓNEl especialista en administración de bases de datos, debe tener la percepción del funcionamiento de cada uno de los componentes lógicos y físicos que integran el sistema de base de datos; esto con el fin de que posean los conocimientos suficientes para seleccionar adecuadamente las herramientas que se necesitan para desempeñar el rol de DBA (data base administrador) administrador de base de datos.

Los entornos de producción que incluyen sistemas de bases de datos para almacenar la información requieren de unos niveles de confiabilidad, rendimiento y disponibilidad que deben ser cumplidos mediante distintas estrategias, una de las que resulta frecuentemente implementada es el uso de arreglos de discos basados en software o en hardware para el almacenamiento redundante de la información.

Con el estudio de este contenido se introducirán a los sistemas de almacenamiento, en donde abordaran temas como: conceptos, tipos, ventajas, costos y consideraciones de rendimiento, para la selección adecuada de los dispositivos de almacenamiento, de acuerdo con los requerimientos del sistema.

DEFINICIONES PREVIASFracasos: Cambios físicos detectables en el hardware del equipo, su solución implica remplazo del componente afectado.

Fallas: Son contingencias que afectan el funcionamiento normal del sistema, pueden ser:

•Suaves: cuando son fallas raramente repetibles y se deben a causas fortuitas.•Duras: cuando son fallas repetibles y se deben a fracasos.Errores: Son la manifestación de las fallas ya sean suaves o duras y estos producen valores incorrectos en el sistema.

Confiabilidad: Probabilidad de que el sistema no falle en el futuro, se tienen en cuenta los siguientes parámetros:

•MTTF: Mean Time To Failure – Tiempo medio entre fallas: expresa la confiabilidad del sistema, se mide en unidades de tiempo e indica el tiempo que el sistema puede funcionar sin presentar fallas.

•MTTR: Mean Time To Repair – Tiempo medio para reparar: es el tiempo que toma reponer el disco que fallo.

Disponibilidad: Probabilidad de que el sistema se encuentre funcionando en cualquier instante.

Rendimiento: Tiempo que toma una unidad de disco en responder a una petición completa de entrada - salida de datos, depende de dos aspectos:

•Limitaciones mecánicas y eléctricas de la unidad de disco.•Carga de entrada salida impuesta por el sistema

Redundancia: Almacenamiento de los mismos datos en dos o más unidades de disco.

Evitación de fallas: Estrategias que se implementan con el fin de disminuir la probabilidad de fallos en el sistema.

Tolerancia a fallos: Capacidad del sistema de neutralizar los efectos de una falla en cualquiera de sus módulos, esto se logra con la redundancia de los componentes de un módulo.

Persistencia: Capacidad de un sistema para mantener en el tiempo los datos en un estado que permita su posterior recuperación.

Códigos de Hamming: Es método utilizado para la detección y corrección de errores en las unidades de discos duros.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DEALMACENAMIENTO POR DISPONIBILIDAD DE DATOSLos distintos niveles de RAID (Redundant Array of Independent Disks), con su configuración característica responden satisfactoriamente a al

menos un nivel de la siguiente clasificación de sistemas de almacenamiento propuesta por RAID Advisory Board en 1996:

• FRDS - Sistema de discos resistente a fallas: Evita la pérdida de los datos almacenados en el arreglo, cuando falla una de sus unidades de disco.• FTDS - Sistema de discos tolerante a fallas: Mantiene los datos accesibles cuando falla cuando cualquiera de los componentes del arreglo.• DTDS - Sistema de discos tolerante a desastres: Mantiene los datos almacenados en el arreglo de discos disponibles mediante dos o más sistemas de accesos redundantes e independientes.

SISTEMAS DE ALMACENAMIENTOBASADOS EN HARDWAREEl comportamiento de las distintas configuraciones de los sistemas de almacenamiento basados en hardware, son evaluados mediante los siguientes parámetros:

• Confiabilidad – Integridad y persistencia de la información.• Rendimiento (throughput) – Tiempo de respuesta.• Disponibilidad – Tolerancia a fallos.

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO RAIDEl sistema de discos independientes en arreglo redundante o RAID por las letras iniciales de las palabras que componen la frase en inglés Redundant Array of Independent Disks; es el término utilizado para referirse a los sistemas de almacenamiento basados en discos duros que tienen la capacidad de actuar colectivamente para replicar los datos en distintas unidades, con el fin de garantizar la disponibilidad y la persistencia de la información almacenada en cada uno de los discos que hacen parte del arreglo.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS RAID’S

CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA RAID’S

• RAID's Estándar (Niveles 0,1, 2, 3, 4, 5 y 6): cada uno de los 7 niveles que componen el estándar RAID proporcionan una configuración distinta para almacenar los datos en más de un disco.

• RAID's Anidados (Niveles 0+1, 1+0, 10, 30, 50, 53 y 100): son combinaciones derivadas de los niveles estándar de RAID, que toman los aspectos positivos de cada configuración con el fin obtener un mejor rendimiento en el arreglo de discos.

• RAID's Propietarios: son implementaciones de RAID que han sido desarrolladas por las empresas como diseños propietarios.

RAID Estándar: se compone de 7 niveles en los que cada uno de ellos proporcionan una configuración particular para almacenar los datos en más de un disco.

Las unidades de discos utilizadas en RAID 0 son conectados en paralelo con el fin de que el sistema lo detecte como uno de mayor capacidad.

Las unidades de discos están compuestas de múltiples bloques sobre los que se almacena de forma no secuencial los segmentos en que se ha divido la información. De esta forma un archivo guardado con RAID 0 es dividido en bloques y almacenado en diferentes partes del arreglo de discos.

El Nivel RAID 1 estándar está compuesto por mínimo dos unidades de disco que contienen en todo momento una copia exacta de los datos

almacenados, de esta forma se mejora la tolerancia a fallos mediante la redundancia de hardware y se asegura disponibilidad de los datos.

El nivel RAID 2 estándar, segmenta la información a nivel de bits e implementa el método de códigos de Hamming para la detección y corrección de errores.

Este nivel se considera innecesario y solo se utiliza cuando se tienen discos antiguos que no tienen detección de errores interna, esto lo hace de muy poca utilidad práctica, ya que todas las unidades de disco modernas traen incorporado esta característica.

El nivel RAID 3 estándar, segmenta la información a nivel de byte's y luego la distribuye en múltiples unidades de disco; la redundancia de los

datos se logra implementando un disco de paridad dedicado, el cual mediante chequeo de paridad se encarga de detectar y corregir errores en los datos cuando falla una unidad de disco.

Esta implementación requiere mínimo de tres unidades de discos y en uno de ellos se almacenan exclusivamente los datos paridad, en caso de fallar esta unidad se pierde la redundancia sobre los datos.

El nivel RAID 4 estándar, segmenta la información a nivel de bloque y luego la distribuye en múltiples discos; la redundancia de los datos se consigue implementando un disco de paridad dedicado, el cual mediante chequeo de paridad se encarga de detectar y corregir errores en los datos cuando falla una unidad de disco. En caso de fallar el disco de paridad se pierde la redundancia sobre los datos.

El nivel RAID 5 estándar, segmenta la información a nivel de bloque y luego la distribuye entre las unidades de discos; cada dato de paridad creado es almacenado de forma que nunca coincida con el disco en el que han sido guardados los segmentos de la información original, de esta forma se consigue redundancia sobre la información sin utilizar un disco de paridad dedicado. Se requiere de mínimo tres discos para realizar una implementación de este tipo.

El nivel RAID 6 estándar, segmenta la información a nivel de bloques e implementa datos de paridad doble que son distribuidos entre las diferentes unidades que conforman el arreglo de discos. La configuración de RAID 6 permite que dos unidades de disco distintas fallen simultáneamente, pudiéndose aun así recuperar los datos.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DELOS NIVELES RAID ESTÁNDAR

CUADRO COMPARATIVO DE PARÁMETROSDE LOS NIVELES RAID ESTÁNDAR

SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO SAN

DEFINICIÓN DE SAN - STORAGE AREA NETWORKLas SAN son sistemas dedicados de almacenamiento en red que acceden a los recursos mediante conexiones directas entre el servidor y los dispositivos de almacenamiento de manera que no causan impacto sobre la LAN

El alojamiento y compartición de archivos se realiza mediante un disco virtual que conforman todos los dispositivos que pertenecen a la red y es en esté, donde la información se consolida y se comparte entre los diferentes servidores.

Un aspecto importante de las SAN es que al estar los datos distribuidos entre los dispositivos de la red, estos tienen una alta disponibilidad y redundancia en caso de fallo en cualquier componente del sistema.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SAN

SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO NAS

DEFINICIÓN DE NAS – NETWORK ATTACHED STORAGELos SAN como su nombre lo indica son dispositivos dedicados de almacenamiento en red, que utilizan los recursos de la redes LAN para prestar el servicio de almacenamiento. Estos dispositivos integran un sistema operativo que ha sido específicamente desarrollado para cumplir con el propósito de alojar y compartir archivos dentro de una red LAN.

Las características avanzadas que proporcionan los NAS permiten establecer políticas de acceso y redundancia sobre los datos con el objeto de mantener la seguridad de los mismos.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS NAS

SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO BASADOSEN SOFTWARE

Las aplicaciones de uso específico que permiten crear sistemas de almacenamiento por software, requieren trabajar en conjunto con el sistema operativo y sobre todo necesitan de recursos de hardware adecuados para realizar adecuadamente las implementaciones de este tipo de sistemas.

Los sistemas de almacenamiento basado en software resultan menos costosos que los convencionales basados en hardware, pero requieren una configuración más minuciosa por parte del administrador del sistema.

BIBLIOGRAFÍA

¿Solución de alta disponibilidad de base de datos por hardware o por software? López, L. Edgar y Felipe Alejandro. (2005). Universidad deSan Carlos de Guatemala. Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería en Ciencias y Sistemas.

WEBGRAFIAThe RAID tutorialhttp://www.ecs.umass.edu/ece/koren/architecture/Raid/raidhome.html

Definición RAIDhttp://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/index.htm

Intro to Nested-RAID: RAID-01 and RAID-10:http://www.linuxmag.com/id/7928/?hq_e=el&hq_m=1151565&hq_l=36&hq_v=3fa9646c7f

Tipos de RAIDhttp://jmegias89.blogspot.es/1270590666/

Niveles RAIDhttp://www.raids.co.uk/raid_1.htmhttp://orlandoolguin.wordpress.com/2010/06/21/arreglos-dediscos-raid/

Niveles RAID estándarhttp://www.sindominio.net/~apm/articulos/raid/niveles.htmlhttp://www.ecs.umass.edu/ece/koren/architecture/Raid/basicRAID.htmlhttp://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/levels/single.htmNiveles RAID no estándarhttp://www.raidrecoverylabs.com/non_standard_raid_levels/

Niveles RAID anidadoshttp://www.pcguide.com/ref/hdd/perf/raid/levels/mult.htm

RAID por hardware, por software y propietarioshttp://arqordenadores.wikisite.com/index.php/RAID_propietarios:_paridad_doble%2C_1.5%2C_7%2C_10

Nueva Clasificación RAID – Cuadro comparativohttp://en.wikipedia.org/wiki/RAID

NAS - Network Attached Storagehttp://es.wikipedia.org/wiki/Network-attached_storage

SAN - Storage Area Networkhttp://es.wikipedia.org/wiki/Storage_Area_Network

MATERIAL AUDIOVISUALTipos de RAID: estándar, anidado y propietariohttp://www.youtube.com/watch?v=_44JjMZZYQw&feature=related

Contiene información sobre el concepto, historia, ventajas y desventajas de losRAID y Niveles de RAIDhttp://www.youtube.com/watch?v=7ZEP9rkvKuM

Parte 1 - Contiene Introducción, conceptos básicos, que es RAID, niveles deRAID 0-4http://www.youtube.com/watch?v=f5q49QVYKYA&feature=related

Parte 2 - tipos de RAID 5-6, bidimencionaleshttp://www.youtube.com/watch?NR=1&v=gZOaZUKvR10:

Parte 1 - Descripción de RAID, sus niveles 1 y 2, aplicaciones y características.http://www.youtube.com/watch?v=hO2-W-e9lek&feature=related

Parte 2 – Niveles RAID 3-5http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=fjdZJmLi4L0b

Parte 1http://www.youtube.com/watch?v=WmDUROs2LZc&feature=related

Parte 2http://www.youtube.com/watch?v=4KsHeYqglqA&feature=related

GLOSARIOBackup Copia de la base de datos en un medio removible.

Confiabilidad Probabilidad de que el sistema no falle en el futuro.

DBA (Database Administrator), administrador de base de datos.

Disponibilidad Probabilidad de que el sistema se encuentre funcionando en cualquier instante.

DTDS Sistema de discos tolerante a desastres“Disaster-tolerant disk systems”

Error Manifestación de las fallas en que se producen valores incorrectos en el sistema.

Fallas Contingencias que afectan el funcionamiento normal del sistema.

Fracaso Probabilidad de que el sistema se encuentre funcionando en cualquier instante.

FRDS Sistema de discos resistente a fallas“Failure-Resistant Disk Systems”

FTDS Sistema de discos tolerante a fallos“Failure-tolerant disk systems”MRRF Tiempo medio entre fallas“Mean Time To Failure”MTTR Tiempo medio para reparar“Mean Time To Repair”

Persistencia Capacidad de un sistema para mantener en el tiempo los datos en un estado que permita su posterior recuperación.

RAID Arreglo redundante de discos independientes“Redundant Array Independent Disk”

Redundancia Almacenamiento de los mismos datos en dos o más unidades de discos.

Rendimiento Tiempo que toma una unidad de disco en responder a una petición completa de entrada – salida de datos.

SAN Red de área de Almacenamiento“Storage Area Network”

NAS Almacenamiento en red“Network Attached Storage”