Tipos de RAID
RAID-0. Esta técnica tiene bandeado paro no tiene redundancia de datos. Ofrece el mejor rendimiento pero no tolerancia a los fallos.
RAID-1. Este tipo también se conoce como creación de discos espejo y consiste de al menos dos discos duros que duplican el almacenamiento de datos. No hay bandeado. El rendimiento de la lectura se mejora pues cualquiera de los dos discos puede leerse al mismo tiempo. El rendimiento de escritura es el mismo que el del almacenamiento en un solo disco. El RAID-1 proporciona el mejor rendimiento y la mejor tolerancia a fallos en un sistema multiusuario.
RAID-2. Este tipo usa bandeado en todos los discos, con algunos de estos dedicados a almacenar información de verificación y corrección de errores (error checking and correcting, ECC). No tiene ninguna ventaja sobre el RAID-3.
RAID-3. Este tipo usa bandeado y dedica un disco al almacenamiento de información de paridad. La información de verificación de errores (ECC) incrustada se usa para detectar errores. La recuperación de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información registrada en los otros discos. Dado que una operación I/O accede a todos los discos al mismo tiempo, el RAID-3 no puede traslapar I/O. Por esta razón, el RAID-3 es mejor para sistemas de un solo usuario con aplicaciones que contengan grandes registros.
RAID-4. Este tipo usa grandes bandas, lo cual significa que podemos leer registros de cualquier disco individual. Esto nos permite aprovechar la I/O traslapada para las operaciones de lectura. Dado que todas las operaciones de escritura tienen que actualizar el disco de paridad, no es posible la superposición I/O para ellas. El RAID-4 no ofrece ninguna ventaja sobre el RAID-5.
RAID-5. Este tipo incluye un grupo rotatorio de paridad, con lo que resuelve las limitaciones de escritura en RAID-4. Así, todas las operaciones de lectura y escritura pueden superponerse. El Raid 5 almacena información de paridad pero no datos redundantes (aunque la información de paridad puede usarse para reconstruir datos). El RAID-5 exige al menos tres y usualmente cinco discos en el conjunto. Es mejor para los sistemas multiusuario en los cuales el rendimiento no es crítico, o que realizan pocas operaciones de escritura.
RAID-6. Este tipo es similar al RAID-5, pero incluye un segundo esquema de paridad distribuido por los distintos discos y por tanto ofrece tolerancia extremadamente alta a los fallos y las caídas de disco. Hay pocos ejemplos comerciales en la actualidad.
RAID-7. Este tipo incluye un sistema operativo incrustado de tiempo real como controlador, haciendo las operaciones de caché a través de un bus de alta velocidad y otras características de un ordenador sencillo. Un vendedor ofrece este sistema.
RAID-10. Este tipo ofrece un conjunto de bandas en el que cada banda es un grupo de discos RAID-1. Esto proporciona mejor rendimiento que el RAID-1, pero a un costo mucho mayor.
RAID-53. Este tipo ofrece un conjunto de bandas en el cual cada banda es un conjunto de discos RAID-3. Esto proporciona mejor rendimiento que el RAID-3, pero a un costo mucho mayor.
RAID-0+1. Requiere un mínimo de 4 discos, consiste en dos arreglos RAID-1,en el que cada elemento es a su vez un arreglo RAID-0 de dos discos. Con esto se consigue la velocidad del RAID-0, con la confiabilidad del RAID-1 (puede fallar cualquiera de los discos y el arreglo sigue operando) … el único inconveniente es el alto costo que significan los dos discos adicionales
RAID Z. Es un esquema de datos/paridad igual que el sistema RAID-5, pero con un ancho de banda dinámico. Cada bloque, sea cual sea su tamaño, tiene una banda RAID-Z propia, lo que significa que cada escritura RAID-Z es una escritura de banda completa. Cuando esto se combina con la semántica transaccional “copiar al escribir” de ZFS, se elimina totalmente el agujero de escritura RAID. Además, RAID-Z es incluso más rápido que el sistema RAID tradicional porque no tiene que “leer-modificar-escribir”.
¡Ja, ja, ja! ¿de qué habla? ¿Ancho de banda variable? Vale, parece bastante claro, pero, si es tan buena idea… ¿por qué no lo hace todo el mundo?
Bueno, el truco está en la reconstrucción RAID-Z. Las bandas son todas de tamaños distintos, lo que quiere decir que no existen fórmulas de tipo “poner todos los valores XOR de los discos a cero”. Ni es necesario atravesar el sistema de archivos de metadatos para determinar la geometría RAID-Z. Tenga en cuenta que esto sería imposible si el sistema de archivos y la matriz RAID fueran productos independientes… y he aquí la razón de que no haya nada que iguale a RAID-Z en el mercado del almacenamiento actual. Lo que en verdad necesita es una visión integrada de la estructura lógica y física de los datos para hacer que funcione.
Pero, espere, según dice: ¿no es lento? ¿no es caro atravesar todos los metadatos? En realidad es un intercambio de concesiones. Si el lugar de almacenamiento está a punto de llenarse, entonces, sí, es lento. Pero si no está a punto de llenarse, la reconstrucción impulsada de los metadatos es mucho más rápida porque sólo copia los datos vivos, sin perder tiempo en copiar el espacio sin asignar del disco.
Pero mucho más importante todavía es que, a medida que atraviesa los metadados, ZFS puede validar cada bloque al compararlo con una suma de comprobación de 256 bits. Los productos RAID tradicionales no pueden hacer esto; se limitan a agrupar a ciegas los XOR de los datos.
Sin embargo, el punto más importante de RAID-Z es… la auto sanación de los datos. Además de poder gestionar un error total de disco, RAID-Z es capaz de detectar y corregir la corrupción silenciosa de los datos. Cada vez que se lee un bloque RAID-Z, ZFS lo compara con su propia suma de comprobación. Si los datos del disco no devuelven una respuesta correcta, ZFS lee la paridad y lleva a cabo la reconstrucción del proceso para averiguar qué disco ha devuelto los datos incorrectos. A continuación, repara el disco dañado y envía los datos correctos a la aplicación. ZFS se encarga también de informar del incidente a través de Solaris FMA para que el administrador del sistema sepa que uno de los discos está fallando.
Por último, recuerde que RAID-Z no requiere ningún tipo de hardware especial. No necesita NVRAM para garantizar la corrección de los datos, ni necesita escribir en el búfer para ofrecer un buen rendimiento. Con RAID-Z, ZFS se hace realidad la promesa original de RAID: ofrecer unidades de almacenamiento rápidas, fiables y utilizando discos baratos.
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