PDF de programación - StaaS: almacenamiento como servicio

StaaS: almacenamiento como servicio

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Murcia, 1-2 de junio de 2012

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almacenamiento como

StaaS:

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c(cid:13) 2012 FLOSSystems S.L.
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a Creative Commons Attribution 3.0 License

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Quiénes somos: FLOSSystems

(cid:73) Larga experiencia como administradores de sistemas.
(cid:73) Fundadores de FLOSSystems, compañía especializada en
servicios avanzados basados en plataformas y sistemas con
software libre.

(cid:73) Diseño de plataformas: Virtualización, Clusters de Alta

Escalabilidad, Clusters HA, Almacenamiento masivo,
Seguridad...

(cid:73) También impartimos formación especializada.
(cid:73) Más info: http://flossystems.com

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Motivación

Por qué estudiar las tecnologías de almacenamiento:

(cid:73) Es una de las tecnologías básicas que se combina con

clusters, virtualización y cloud computing.

(cid:73) Rendimiento y escalabilidad, replicación, migración no

disruptiva de datos...

(cid:73) Virtualización del almacenamiento.
(cid:73) Reducción de los requerimientos de espacio y ahorro en costes

de energía.

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RAID: Redundant Array of Independent Disks

(cid:73) Es un sistema que utiliza varios discos duros para distribuir o

replicar datos a través de los discos.

(cid:73) Evita pérdida de datos.
(cid:73) Minimiza los tiempos de caída asociados a fallos de hardware

(a menudo los reduce a cero).

(cid:73) También puede incrementar el rendimiento.
(cid:73) Se puede implementar en el hardware o vía software.

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Redundant Array of Independent Disks

RAID puede hacer dos cosas básicas:
1. Puede mejorar el rendimiento dividiendo (stripping) los datos
a través de varios discos, que trabajan simultáneamente con
un flujo único de datos.

2. Puede duplicar datos (mirror) a través de varios discos,

reduciendo el riesgo asociado al fallo de un disco.

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Niveles estándar de RAID

(cid:73) RAID 0 (stripping): discos divididos sin paridad ni espejo
(cid:73) RAID 1 (mirroring o duplicación): es el primer nivel que

ofrece redundancia.

(cid:73) RAID 4: divide el volumen con paridad dedicada. Compite (y

pierde en consistencia) con RAID 5.

(cid:73) RAID 5: Volumen dividido (stripped) con paridad distribuida.

RAID 5 requiere al menos 3 discos.

(cid:73) RAID 10 o RAID 1+0: es un volumen de datos espejado

(RAID 1) que a su vez es dividido (RAID 0). RAID 10
requiere al menos 4 discos.

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RAID 0

(cid:73) RAID 0 (discos divididos sin paridad ni mirroring): usa dos o

más discos de igual tamaño para reducir los tiempos de
acceso y escritura. Se emplea exclusivamente para mejorar
rendimiento.

(cid:73) Tolerancia a fallos: 0 discos

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RAID 1

(cid:73) Volumen duplicado (“espejado”) sin paridad ni stripping:

ofrece redundancia. Los datos son duplicados en dos o más
discos de forma simultánea.

(cid:73) Tolerancia a fallos: n-1 discos

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RAID 4

(cid:73) Discos divididos con un disco dedicado a información de

paridad.

(cid:73) Incurre en tiempos de espera cuando escribe la paridad.
(cid:73) Pierde en comparación con RAID 5, su competidor.
(cid:73) Tolerancia a fallos: 1 discos
(cid:73) Requiere al menos 3 discos.

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RAID 5

(cid:73) Volumen dividido con paridad distribuida: es el nivel estándar

más completo de RAID. Dividiendo datos e información de
paridad, crea una arquitectura redundante que al mismo
tiempo mejora los tiempos de lectura/escritura.

(cid:73) Tolerancia a fallos: 1 disco.
(cid:73) RAID 5 requiere al menos 3 discos.

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Antes de los volúmenes lógicos

Al principio, cada sistema de ficheros manejaba un único disco:

Figura: No era muy grande.

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Por qué existen volúmenes lógicos

Los usuarios precisaban más espacio, ancho de banda, fiabilidad y
flexibilidad:

Figura: Fácil: inserta un “volumen” para juntar discos.

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Gestión de volúmenes lógicos (LVM)

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(cid:73) LVM es un método genérico de asignar el espacio de

almacenamiento.

(cid:73) Más flexible que los esquemas de particionado convencionales.
(cid:73) Existen distintas implementaciones:

(cid:73) Vinum (FreeBSD)
(cid:73) LVM (NetBSD)
(cid:73) LVM (Linux)
(cid:73) ZFS
(cid:73) LVM (AIX –1989–, HP-UX)

(cid:73) LVM ayuda a los sysadmins a asignar eficientemente el

espacio disponible en disco.

(cid:73) LVM es una de las muchas formas de virtualización del

almacenamiento.

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Gestión de volúmenes lógicos (LVM)

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(cid:73) LVM permite que el espacio sea dinámicamente asignado

desde una partición grande a las particiones que van
necesitándose.

(cid:73) Permite concatenar, dividir, juntar o cualquier otra

combinación entre particiones en una partición virtual mayor,
que los sysadmins pueden cambiar el tamaño o mover.

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(cid:73) Idealmente sin interrupción del sistema.
(cid:73) Desventajas:

(cid:73) puede complicar el arranque en un disaster recovery.
(cid:73) puede sufrir fragmentación externa a causa del FS

subyacente, reduciendo el rendimiento de E/S.

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Ejemplo de LVM en Linux

Creación de volúmenes físicos
# pvcreate /dev/sdb1
# pvcreate /dev/sdb2

Creación del Virtual Group
# vgcreate mynew_vg /dev/sdb1 /dev/sdb2

Añadir nuevos volúmenes físicos a un grupo virtual
# vgextend mynew_vg /dev/sdb3

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Creación de Volúmenes Lógicos
# lvcreate -L 400 -n vol01 mynew_vg
# lvcreate -L 1000 -n vol02 mynew_vg

Mostrar Grupos y Volúmenes Lógicos
# vgdisplay
# lvdisplay

Creación de un sistema de ficheros en volúmenes lógicos
# mkfs.ext3 /dev/mynew_vg/vol01
# mount /dev/mynew_vg/vol01 /home/foobar

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Un vistazo a ZFS

(cid:73) ZFS es un potente, escalable (128bit) y moderno sub-sistema

de almacenamiento.

(cid:73) Fiable, administración sencilla, integridad de datos y servicios

integrados.

(cid:73) ZFS combina los roles tradicionales