RAID y Almacenamiento de Datos

Question 1

¿Qué significan las siglas RAID?

Answer 1

Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID), más adelante se reemplazó la I por Independent.

Question 2

¿Qué propone el concepto de RAID?

Answer 2

Ante el alto costo de discos de gran capacidad, propone usar un conjunto de discos de menor capacidad con un controlador que se encargue de administrarlos. Se introduce redundancia para compensar el aumento en la tasa de fallas.

Question 3

¿Qué significa la sigla SLED?

Answer 3

Single Large Expensive Disk (SLED)

Question 4

¿Qué significa JBOD?

Answer 4

Just a Bunch Of Disks (JBOD). Significa tener muchos discos pero sin un controlador inteligente para administrarlos.

Question 5

¿Cuáles son las principales ventajas de usar RAID frente a SLED?

Answer 5

Ventajas de usar RAID:
- Paralelismo: Se puede acceder a distintas posiciones de memoria al mismo tiempo mientras estas no se encuentren en el mismo disco.
- Costo: El costo de muchos discos con poca capacidad de almacenamiento es menor al de uno solo con mucha capacidad.
- Modularidad: El sistema es más flexible y escalable.

Question 6

¿Cuáles son las principales desventajas de usar RAID en vez de SLED?

Answer 6

Desventajas de usar RAID:
- Menor confiabilidad: Al aumentar la cantidad de discos, aumenta la probabilidad de falla del conjunto.
- Requiere controlador: La administración de un arreglo es más complicada que la de un único disco. Es necesario usar un controlador RAID para agregar un nivel de abstracción tal que externamente se comporte como un gran disco.

Question 7

¿Qué es un strip?

Answer 7

Son franjas de memoria de tamaño fijo. Cada archivo se descompone en una cierta cantidad de strips para poder distribuirlo entre varios discos. Esto permite paralelizar al máximo pero disminuye la confiabilidad.

Question 8

¿En qué consiste RAID 0?

Answer 8

Es un conjunto de discos administrados por un controlador que divide los archivos en strips y los reparte entre varios discos, para así poder paralelizar. Si embargo, no implementa redundancia, por lo que si se rompe un disco se pierde 1 strip de cada archivo.
Requiere N discos.

Question 9

¿Cuál es la principal crítica a RAID 0?

Answer 9

Es poco confiable. Al no implementar redundancia, si falla un disco se pierde información.

Question 10

¿En qué consiste RAID 1?

Answer 10

Es un arreglo RAID con redundancia absoluta, toda información está duplicada. Se agrega un disco mellizo por cada uno en el conjunto (“mirror disk”). Así, cuando se rompe un disco el conjunto sigue funcionando y al escribir se graba el dato en cada disco de forma simultánea.
Requiere 2N discos.

Question 11

¿Cuál es la principal crítica a RAID 1?

Answer 11

El costo. Además de costear el doble de discos, se requiere más espacio físico, más consumo eléctrico, más refrigeración, etc.

Question 12

¿En qué consiste RAID 2?

Answer 12

Es un arreglo RAID que implementa paridad de Hamming y trabaja a nivel de bit. Entonces si se trabaja con datos de 16 bits, también se guardarán los 5 bits de Hamming, uno en cada disco.
Requiere N + r discos.

Question 13

¿En qué consiste RAID 3?

Answer 13

Es un arreglo RAID que implementa paridad de Hamming a nivel de bit y guarda 1 sólo bit de paridad en un disco. Entonces si se trabaja con datos de 8 bits, se usarán 9 discos donde el noveno guarda el bit de paridad.
Requiere N + 1 discos.

Question 14

¿Cuál es la principal crítica a RAID 2 y 3?

Answer 14

Que trabajan a nivel de bit. No son consistentes con las tecnologías actuales por lo que no son prácticos.

Question 15

¿En qué consiste RAID 4?

Answer 15

Es un arreglo RAID que implementa paridad a nivel de bloques. Se agrega un disco que guarda la paridad de cada strip, frente a la falla de algún disco se puede recuperar la información con los demás. Soporta una única falla.
Requiere N + 1 discos.

Question 16

¿Cuál es la principal crítica a RAID 4?

Answer 16

Al guardar todas las paridades en el mismo disco, la escritura no se puede paralelizar. Aunque se actualicen discos distintos, siempre se deberá editar el disco de paridad, generando un cuello de botella.

Question 17

¿En qué consiste RAID 5?

Answer 17

Es un arreglo RAID que implementa paridad a nivel de bloques y la guarda en discos distintos. De esta forma las paridades quedan distribuidas y se puede paralelizar la escritura. Frente a la falla de algún disco se puede recuperar la información con los demás. Soporta una única falla.
Requiere N + 1 discos.

Question 18

¿Cuál es la principal crítica a RAID 5?

Answer 18

Como tiene que recalcular paridades, es lento en la escritura ya que requiere 4 operaciones. Se tiene que leer el dato nuevo, crear la nueva paridad, guardar la paridad y guardar el dato nuevo.

Question 19

¿Cuántas operaciones requiere una escritura en RAID 5?

Answer 19

Cuatro, dos lecturas y dos escrituras.
Se tiene que leer el dato nuevo, crear la nueva paridad, guardar la paridad y guardar el dato nuevo.

Question 20

¿En qué consiste RAID 6?

Answer 20

Es un arreglo RAID que implementa paridad a nivel de bloques, la guarda en discos distintos y además agrega un disco que guarda la paridad de las strips en diagonal. Frente a la falla de 2 discos se puede recuperar la información con los demás. Soporta dos fallas.
Requiere N + 2 discos.

Question 21

¿Qué es un On-line Spare?

Answer 21

Es un disco adicional al necesario en el RAID, que se encuentra inactivo. Cuando el controlador detecta que un disco falla, activa el disco adicional y el sistema vuelve a ser redundante, a la espera de que un operador humano reemplace el repuesto.

Question 22

¿En qué estados puede estar un disco?

Answer 22

• Funcionando correctamente (luz verde)
• Degradado o deteriodado (luz amarilla)
• Roto o sin funcionar (luz roja)

Question 23

¿Qué es un BBWC?

Answer 23

Un Battery Back Write Caché (BBWC) es una placa con memoria SRAM que actúa como buffer de escritura para el RAID. De esta forma se reduce la latencia que percibe el software, mitigando la principal desventaja de RAID 5.
Cuenta con baterías para guardar la información ante un corte de luz y volver a escribirla cuando se reestablezca.

Question 24

¿En qué consiste el concepto de Hot Plug?

Answer 24

Se refiere a la capacidad de conectar o desconectar equipos durante el funcionamiento. El sistema redistribuye el RAID en momentos de inactividad.

Question 25

¿Qué significa la sigla SMART?

Answer 25

Self Monitoring Analysis Reporting Technology (SMART)
Es un sistema de monitoreo para los discos. Detecta y registra los defectos y las demoras con el objetivo de dar alertas temprana a fallas en los discos.

Question 26

¿Qué significan las siglas NAS?

Answer 26

Network Attached Storage (NAS) o “almacenamiento conectado en red” es una tecnología de almacenamiento dedicada a compartir la capacidad de almacenamiento de un servidor con clientes a través de una red (no cloud).

Question 27

¿Qué significan las siglas SAN?

Answer 27

Storage Area Network (SAN) es una red de almacenamiento integral que se utiliza para proporcionar un grupo de almacenamiento compartido al que pueden acceder varios clientes y servidores.

Question 28

¿A qué se refiere el término “cinco nueves”?

Answer 28

Que un servicio debe estar disponible el 99.999% del tiempo.

Question 29

¿En qué consiste un clúster de servidores?

Answer 29

Consiste en un conjunto de dos o más servidores con un sistema de almacenamiento compartido, que trabajan de forma simultánea.

Question 30

¿Para qué sirve el heartbeat en un clúster de servidores?

Answer 30

El heartbeat es una señal compartida que utilizan los servidores para monitorearse entre sí. Cuando un servidor deja de funcionar, se deja de recibir la señal y luego de un tiempo (time out) se asume que está caído.

Question 31

¿Qué ocurre cuando se deja de recibir el heartbeat?

Answer 31

Luego de cierto tiempo de time out, los demás servidores ejecutan un Fail Over, donde se hacen cargo de las tareas críticas que le corresponden al servidor caído.

Question 32

¿Qué es un Fail Over?

Answer 32

Se refiere a la redistribución de la tareas críticas de un servidor caído a los demás servidores. Puede ser automático o manual y está definido por la política de fail over.

Question 33

¿Qué es un Fail Back?

Answer 33

Cuando un servidor vuelve a estar disponible, se realiza un Fail Back, donde se vuelve a encargar de sus tareas asignadas. Este proceso siempre es manual.

Question 34

¿A qué se refiere un el concepto de Single Point Of Failure (SPOF)?

Answer 34

Se refiere a un sistema que tiene un elemento sin redundancia, que si se rompe falla todo el sistema.

Question 35

¿Cómo se puede mantener la disponibilidad ante un corte de luz?

Answer 35

Se suele utilizar baterías (o UPS) que mantienen funcionando el sistema hasta que el grupo electrógeno termina de iniciar.

Question 36

¿Cómo se evita que algún desastre impida el funcionamiento de los servidores?

Answer 36

Se instalan clústers en distintas zonas para que frente a un desastre en una de ellas, el otro sitio pueda mantener el servicio.

Question 37

¿Cómo se evita que algún desastre impida el funcionamiento de los servidores?

Answer 37

Se instalan clústers en distintas zonas para que frente a un desastre en una de ellas, el otro sitio pueda mantener el servicio.

Question 38

¿En qué consiste la replicación remota?

Answer 38

En tener duplicado el almacenamiento.

Question 39

¿Para qué sirve un Disaster Recovery Plan?

Answer 39

Define el procedimiento a seguir frente a un desastre que deje sin servicio a alguna parte del sistema.

Question 40

¿Cómo se puede proteger el sistema del sabotaje?

Answer 40

Se utilizan sistemas de log shipping que introducen un retardo de tiempo en los datos que se mandan desde un sistema de almacenamiento a copias. Además registra los cambios realizados sobre el sistema de almacenamiento.

Question 41

¿En qué consiste un snapshot?

Answer 41

Un snapshot congela el estado de un sistema en un instante para luego hacer una copia externa del mismo. Mientras tanto, va guardando en una copia auxiliar sólo los datos que se están por modificar. Eventualmente se deberá realizar la copia completa a un disco externo.

Question 42

¿Qué es la deduplicación?

Answer 42

Cuando el sistema de almacenamiento detecta que un mismo archivo está guardado en muchos lugares, en vez de guardarlo muchas veces lo guarda una sóla vez y se entrega un “puntero” a los demás usuarios. Si alguno modifica el archivo, ahí sí se guarda una copia.

Question 43

Si tenemos un RAID 5 con 5 discos y falla uno tal que queda funcionando con 4 discos ¿Cómo se realizan las escrituras que correspondes a stripes del disco fallido?

Answer 43

A la hora de escribir, la controladora lee todos los demás stripes y la paridad antigua, calcula la nueva paridad y escribe sólo la paridad porque ya no existe el stripe correspondiente.
Es más lento porque se hacen 4 lectura en vez de 2, pero se hace 1 sola escritura en vez de 2.

Question 44

Los equipos “inteligentes” de almacenamiento de datos…

a) únicamente soportan funciones de replicación remota a nivel de archivos (files).
b) ofrecen deduplicación para optimizar el espacio usado por carpetas y documentos de usuarios.
c) recurren a un mecanismo de “registro de cambios” para soportar funciones de snapshot.
d) son necesarios para implementar réplicas diferidas por medio de log shipping.
e) pueden emplear réplicas diferidas para prevenir diversos ataques y errores operativos.

Question 45

Las funciones de almacenamiento de datos pueden ser planteadas en un modelo por capas, análogo al modelo ISO-OSI. Con ese enfoque…
a) una placa HBA (SCSI, Fibre Channel, etc.) se asocia con la capa fisica del modelo.
b) una interfaz SATA, SAS, o NVMe se asocia, en general, con las capas superiores del modelo.
c) la gestión de buses y redes de tipo SAN pueden quedar a cargo de drivers, y corresponden a capas medias, o medio-bajas, del modelo.
d) la gestión de carpetas, archivos y espacio disponible son funciones del sistema de archivo, y corresponden a las capas superiores del modelo.
e) las capas superiores brindan servicios a las capas inferiores del modelo.

Question 46

“Storage-Area” Networks (SAN):

a) Una SAN suele incluir elementos muy variados, de funcionamiento intermitente y que pueden moverse entre distintos sitios a lo largo del tiempo.
b) Una SAN basada en protocolos FibreChannel sólo puede implementarse mediante fibra óptica, siendo incompatible con cables metálicos (“cobre”).
c) Una SAN implementada según iSCSI puede aprovechar dispositivos de hardware y componentes de software que también se utilizan en redes de datos basadas en Ethernet y en TCP/IP.
d) Una SAN puede incluir equipos de almacenamiento que replican información en forma autónoma, sin depender de los servidores, computadoras o elementos de software.
e) Un “canal” es similar a una red, pero por su especialización no requiere el overhead que las redes precisan para soportar mayor diversidad. Así, el canal ofrece mayor eficiencia, a igualdad de otros aspectos.