Fundamentos Esenciales de Almacenamiento Digital: Discos, Backups y RAID

Almacenamiento de Datos y Gestión de la Información

Usos Comunes del Almacenamiento

El uso más común del almacenamiento de datos es, precisamente, almacenar información de forma persistente para su posterior acceso y procesamiento.

Capacidades Típicas de Discos Duros

La capacidad de los discos duros varía ampliamente, pero las más comunes en la actualidad incluyen:

• 5GB
• 20GB
• 40GB
• 80GB
• 120GB
• 160GB
• 320GB
• 500GB
• 1TB
• 2TB
• 2.5TB
• 3TB

Estrategias de Copia de Seguridad (Backup)

Tipos de Copias de Seguridad

Copia de Seguridad Completa

Consiste en realizar una copia fiel de todos los datos seleccionados en un medio de almacenamiento aparte. Es la forma más sencilla de restaurar, pero también la que más tiempo y espacio requiere.

Copia de Seguridad Incremental

Consiste en copiar únicamente los elementos que han sido modificados desde la última copia de seguridad (ya sea completa o incremental). Este método es rápido y eficiente en espacio, pero la restauración puede ser más compleja al requerir la copia completa y todas las incrementales posteriores.

Copia de Seguridad Diferencial

Se centra específicamente en los archivos que han sido modificados desde la última copia de seguridad completa. Este método puede ser más lento y costoso en términos de espacio que la incremental, pero más rápido en la restauración, ya que solo se necesita la copia completa y la última diferencial.

RAID: Redundant Array of Independent Disks

Concepto de RAID

RAID (Redundant Array of Independent Disks o Matriz Redundante de Discos Independientes) es un sistema de almacenamiento de información que utiliza múltiples discos duros para distribuir y/o duplicar datos, mejorando así el rendimiento, la fiabilidad o ambas.

Niveles de RAID

RAID Nivel 0 (Striping)

En este nivel, los datos se dividen en pequeños segmentos y se distribuyen equitativamente entre los discos de la matriz. Ofrece un alto rendimiento de lectura y escritura, pero no proporciona redundancia; la falla de un solo disco resulta en la pérdida de todos los datos.

RAID Nivel 1 (Mirroring)

Funciona añadiendo discos rígidos paralelos a los discos principales, creando una copia idéntica (espejo) de los datos. Proporciona alta redundancia y tolerancia a fallos, pero reduce la capacidad útil a la mitad, ya que los datos se duplican.

RAID Nivel 2 (Striping con Código Hamming)

Adapta el mecanismo de detección y corrección de fallos en discos rígidos para funcionar a nivel de bits, utilizando códigos Hamming. Es un nivel poco común en la práctica debido a su complejidad y la existencia de alternativas más eficientes.

RAID Nivel 3 (Striping con Paridad Dedicada)

En este nivel, los datos se dividen entre los discos de la matriz a nivel de byte, excepto uno, que almacena información de paridad dedicada. Ofrece buen rendimiento para grandes transferencias de datos y redundancia, pero el disco de paridad puede ser un cuello de botella.

RAID Nivel 4 (Striping con Paridad Dedicada por Bloque)

Divide los datos entre los discos a nivel de bloque, siendo uno de ellos exclusivo para paridad. Similar a RAID 3, pero con mejor rendimiento para operaciones de lectura aleatoria, aunque el disco de paridad sigue siendo un punto único de fallo para escrituras.

RAID Nivel 5 (Striping con Paridad Distribuida)

Este nivel es muy semejante al nivel 4, excepto por el hecho de que la información de paridad no está destinada a un único disco, sino que se distribuye entre todos los discos de la matriz. Ofrece un buen equilibrio entre rendimiento, capacidad y redundancia, siendo uno de los niveles RAID más populares.

RAID Nivel 0+1 (Striping y Mirroring Combinado)

Combina las características de RAID 0 y RAID 1. Los datos se dividen entre los discos para mejorar el acceso (RAID 0), y luego se duplica toda la matriz para proporcionar redundancia (RAID 1). Requiere un mínimo de cuatro discos y ofrece tanto rendimiento como alta disponibilidad.

Tipos de Implementación de RAID

Existen dos formas principales de implementar una matriz RAID:

RAID por Hardware

El sistema basado en hardware gestiona el subsistema RAID de forma independiente de la máquina principal, presentando al sistema operativo un único disco lógico. Requiere un controlador RAID dedicado (una tarjeta o chip en la placa base) y ofrece un rendimiento superior al no consumir recursos de la CPU del sistema.

RAID por Software

El software RAID implementa los diversos niveles de RAID directamente en el código del kernel del sistema operativo (a nivel de dispositivo de bloque). Es más flexible y económico al no requerir hardware adicional, pero consume recursos de la CPU del sistema y su rendimiento puede ser inferior al RAID por hardware.

Comandos Esenciales del Sistema

CHKDSK

Crea y muestra un informe del estado de un disco, basado en el sistema de archivos, y puede corregir errores lógicos en el mismo.

CD

Comando utilizado en la línea de comandos para cambiar de directorio (Change Directory).

DEFRAG

Utilidad para desfragmentar un disco duro, reorganizando los datos fragmentados para mejorar el rendimiento y la velocidad de acceso.

ATTRIB

Muestra o cambia los atributos de los ficheros (archivos), como solo lectura, oculto, de sistema, o de archivo, en sistemas operativos basados en DOS y Windows.