PDF de programación - RAID Tolerancia a fallos

FECHA
2/02/2001

TITULO
TOLERANCIA A FALLOS Y TECNOLOGÍA RAID

OBJETIVO
EXPLICAR LAS MEDIDAS A TOMAR PARA EVITAR PERDIDAS DE INFORMACIÓN

AUTOR
Abel García Rodríguez



LA TOLERANCIA A FALLOS -- INTRODUCCIÓN

Como todos sabemos no es lo mismo una pequeña red de PC,s que podamos tener en casa, que una red
corporativa de una gran empresa en la que los PC,s se cuentan por cientos y los servidores por decenas.
Cuando en casa tenemos un problema con el PC y la solución mas sencilla es restaurar el sistema
operativo junto con los programas que manejamos mas habitualmente ademas de nuestros documentos
personales, el único problema que se nos plantea es calcular el tiempo que vamos a necesitar para la
reinstalación del equipo y ver si tenemos a mano los drivers de todos los elementos hardware que
tenemos instalados.

En cambio, si el fallo se produjese en un servidor de un hospital, por ejemplo, podría dejar sin
funcionamiento todo un sistema de asignación de ambulancias, citaciones, horarios de quirófanos, etc...
Para evitar semejante caos es necesario que un equipo informático o mejor todavía, toda una red sea
capaz de poder superar una situación de fallo que provoque pérdida de información y por consiguiente
caos y perdida de rendimiento y dinero para la empresa u organización. Al conjunto de medidas
empleadas para evitar la perdida de información en equipos informáticos debido a errores técnicos se le
denomina “Tolerancia a Fallos” o lo que es lo mismo, capacidad de superar un fallo técnico sin que se
produzcan pérdidas de información y seguir funcionando como si nada hubiese pasado. Dichas medidas
se engloban en medidas software y medidas hardware.

2. Medidas de Protección

2.1 Medidas Software

Las medidas Software empleadas para evitar perdidas de información las podemos encontrar en el
propio sistema operativo (Windows NT Server por ejemplo) o en programas específicos diseñados para
prevenir y avisar de posibles fallos en los equipos u orientados a salvaguardar la información de los
discos en otros elementos externos tales como CD,s CINTAS o Disco Magneto-ópticos. Tomando
como ejemplo Windows NT 4.0 Server podemos observar que este sistema operativo posee capacidad
para un restablecimiento del sistema en caso de que se produzca un fallo del disco o discos duros, para
recuperar datos perdidos en ficheros, para realizar una recuperación del sistema ante un fallo de
configuración y sobre todo, posee un sistema de alarmas que avisan de un posible error hardware antes
de que éste deje a la máquina inoperativa. Estas capacidades podemos encontrarlas entre otros sitios, en
el Visor de Sucesos del Sistema Operativo o en la Administración de la energía eléctrica / SAI a la que
está conectada la máquina.

Ejemplo de aplicaciones destinadas a garantizar la integridad de la información de uno o varios discos
pueden ser aplicaciones de chequeo del equipo (Sisoft SANDRA 2000, CheckIT 5.0, QAplus),
aplicaciones de copias de Seguridad (WinZip, WinRAR, Windows Backup, PCBackup) o aplicaciones
para generar imágenes de disco que copien exactamente y sin ningún tipo de variación el contenido de
los discos seleccionados en otros dispositivos tales como CDROM, Discos Zip, Magneto-ópticos
CINTAS, etc.. con el fin de garantizar una restauración exacta del sistema en caso de fallo.

Como hemos visto anteriormente, ciertos sistemas operativos son capaces de hacer un seguimiento
preventivo de la maquina donde están instalados pero, ¿son capaces de reparar un disco estropeado,
recuperar la información y seguir funcionando como si nada hubiese pasado? Evidentemente No, por lo
que en un caso de error hardware debemos apoyarnos además de las medidas software, en ciertas
medidas hardware que garanticen una salida a este tipo de fallos.

2.2 Medidas Hardware

En medidas hardware se engloban todos aquellos dispositivos que han sido diseñados con el fin de
evitar perdidas de información por errores de la máquina donde están instalados o por causas ajenas a
ésta, tales como los fatídicos cortes de energía eléctrica. Dichos dispositivos, como norma general, se
usan sólo en entornos corporativos aunque desde hace un tiempo parece ser que la tendencia del
mercado es introducirlos en el hogar del usuario domestico con el fin de, por supuesto, vender mas pero
también de “hecha una mano” a todas aquellas personas que hoy comienzan a usar el PC de casa para
trabajar.

2.1.1 SAI : La energía de reserva

La SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) también conocida con las siglas inglesas UPS es
quizá uno de los dispositivos RAID más célebres que se han introducido en nuestras casas. No es mas
que una batería recargable que detecta las altas y bajas tensiones de la red eléctrica y los cortes
completos de ésta, proporcionando al PC una tensión estable en todo momento y durante un tiempo
determinado que depende del modelo de SAI con el fin de evitar averías técnicas y por supuesto, evitar
perdidas de información debido a irregularidades del fluido eléctrico.

Para que os hagáis una idea, seguramente muchos de vosotros habréis “sufrido” algún corte de luz que
os ha dejado sin ese preciado trabajo que estabais haciendo o ha echado por tierra vuestra
impresionante partida de Unreal, Quake o Hexxen porque no la habías grabado. Pues bien todos estos
problemas desaparecen con la SAI y su capacidad de proporcionar energía eléctrica durante el tiempo
suficiente para que podamos grabar nuestro trabajo y apagar el equipo de forma correcta. Se trata de un
elemento que no requiere mantenimiento y que en algunos modelos incluye un conector para el cable
telefónico del modem con lo que también protege a éste de las sobretensiones de la línea telefónica.

2.1.2 Dispositivos de almacenamiento

Bajo ese nombre un tanto abstracto y gris se esconden todos aquellos dispositivos en los que podemos
almacenar información del PC para que ésta quede grabada de forma externa a la máquina y pueda ser
recuperada en caso de fallo. Alguien podría preguntar si se pueden incluir los disquetes de 3½ en este
apartado. Bajo mi opinión NO pueden incluirse porque aunque son dispositivos de almacenamiento
externo, son extremadamente delicados y pequeños por lo que no cumplen ninguna de las dos
características fundamentales de estos dispositivos: primera, seguridad y fiabilidad a la hora de guardar

la información y segunda, poseer un tamaño que permita guardar gran cantidad de información en el
menor número de discos o cintas posible.
Dispositivos de almacenamiento pueden ser Grabadoras / Regrabadoras de CD,s, unidades Zip, Jaz,
Magneto-ópticas o unidades de cinta. De todos éstos el único dispositivo exclusivo para almacenar
copias de seguridad son las cintas ya que su elevado coste y fiabilidad las hacen casi exclusivas para la
empresa. Por el contrario, como todos sabemos, el resto de dispositivos los podemos usar para guardar
cualquier tipo de información que queramos a parte de usarlas como dispositivos de copia de seguridad.

LA TECNOLOGÍA RAID

Bajo este apartado vamos a intentar explicar la base de la tecnología RAID, es decir qué elementos del
PC son exclusivamente RAID y en base a los mismos funciona el resto de la máquina.

Las siglas inglesas RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) o lo que es lo mismo, Conjunto de
Discos Baratos describen básicamente esta fabulosa solución hardware contra fallos. RAID se compone
básicamente de una controladora a la que se conectan una serie de discos duros en los que la
información se graba de tal manera que si falla uno de los discos, el resto sigue funcionando de forma
eficaz ya que conocen exactamente la información perdida. Esta capacidad de la tecnología RAID para
salir de situaciones comprometidas se basa en 6 tipos de funcionamiento diferentes, pero antes de
describirlos veamos un pequeño ejemplo para entender mejor porqué dicha tecnología resulta tan
beneficiosa:

DETALLE DE UNA CONTROLADORA RAID EN UNA PLACA DE RENDIMIENTO
ESTANDAR, EN ESTE CASO UNA AOpen PARA AMD K7 ThunderBird (Slot A)

Como hemos visto existen otros elementos que garantizan hasta cierto punto que no se produzcan
pérdidas de información en un ordenador. Pero ahora bien, supongamos que se produce un error en el
disco duro y éste queda inservible. La SAI descrita anteriormente no ha podido hacer nada al respecto
porque sólo se encarga de suministrar corriente eléctrica estable. Los dispositivos de almacenamiento
externo simplemente se limitan a guardar información y el sistema operativo, en este caso Windows 98
no nos ha avisado de nada así que ¿ahora qué hacemos?.

Si buscamos una copia de seguridad del sistema y la intentamos restaurar nos encontramos con dos
problemas, el primero es que el disco duro, según este ejemplo, nos ha quedado inservible y no
podemos usarlo y segundo, aun en el caso de que el disco pudiese reutilizarse si restauramos la copia
de seguridad, en ésta no aparecerían los documentos que no hubiésemos guardado en ella, por lo tanto,
se produciría, pérdida de información o lo que es lo mismo, necesitamos algo más que garantice la
disponibilidad completa de los datos del PC. Este dispositivo “mágico” es la controladora de discos
RAID.
Antiguamente las controladoras RAID sólo se incluían en servidores de grandes empresas pero hoy en
día las podemos ver construidas en placas base destinadas a equipos de baja o mediana potencia.
¿Sustituye la controladora RAID a la IDE tradicional? Desde el punto de vista de construcción de la
placa base, la controladora RAID no sustituye a la IDE ya que ambas se encuentran en la placa, pero
desde el punto de vista del uso, en mi opinión, la controladora RAID si sustituye a la IDE puesto que
proporciona el mismo servicio de acceso a los discos duros y además garantiza la integridad de los
datos del PC.

LOS NIVELES RAID

Como todo dispositivo interno del PC, la controladora de discos IDE estandar necesita una IRQ y una
direcció