Tecnologías de Almacenamiento y Gestión de Datos en Infraestructuras Informáticas

Tecnologías de Almacenamiento y Gestión de Datos

Niveles RAID: Redundancia y Rendimiento

Los sistemas RAID (Redundant Array of Independent Disks) combinan múltiples discos duros para mejorar el rendimiento, la redundancia o ambos.

RAID 0: Segmentación de Datos (Striping)

Los datos se distribuyen equilibradamente entre dos o más discos. Este nivel no ofrece redundancia, pero maximiza el rendimiento.

• Ventajas:
  • Alta velocidad de lectura y escritura.
  • Utiliza el 100% de la capacidad de los discos.
• Desventajas:
  • Sin redundancia: si un disco falla, los datos son irrecuperables.

RAID 1: Duplicación de Datos (Mirroring)

Crea una copia exacta de los datos en otro disco, actuando como espejo. Esto proporciona una alta redundancia.

• Ventajas:
  • Alta fiabilidad: si un disco falla, el otro sigue operativo hasta su reparación.
  • Excelente rendimiento de lectura.
• Desventajas:
  • Solo se dispone de la mitad de la capacidad total de los discos.
  • Mayor coste por gigabyte.

RAID Nivel 5: Paridad Distribuida

Los datos y su información de paridad se distribuyen de forma equitativa entre todos los discos del sistema. Utiliza la paridad para la recuperación de datos.

• Ventajas:
  • Buena relación entre rendimiento, capacidad y redundancia.
  • Permite el fallo de un disco sin pérdida de datos.
• Desventajas:
  • Si fallan dos discos simultáneamente, los datos son irrecuperables.
  • Rendimiento de escritura inferior al de RAID 0 o RAID 1.

RAID Nivel 6: Doble Paridad Distribuida

Es una mejora de RAID 5 que añade un segundo bloque de paridad, lo que permite una mayor seguridad y tolerancia a fallos, aunque requiere un mínimo de 4 discos.

• Ventajas:
  • Alta fiabilidad: soporta el fallo de hasta dos discos simultáneamente.
  • Mayor rendimiento de lectura.
• Desventajas:
  • Menor rendimiento de escritura debido al cálculo de doble paridad.
  • Menor capacidad de almacenamiento útil en comparación con RAID 5.
  • Requiere más discos.

RAID 10 (1+0): Combinación de Mirroring y Striping

RAID 10 combina las características de RAID 1 (duplicación) y RAID 0 (segmentación) para ofrecer mayor seguridad y velocidad.

• Ventajas:
  • Rápido rendimiento de lectura y escritura.
  • Alta seguridad y redundancia.
  • Excelente para aplicaciones de alto rendimiento.
• Desventajas:
  • Utiliza la mitad de la capacidad total para redundancia.
  • Mayor coste.

RAID 50 (5+0): Combinación de Paridad y Segmentación

Es una combinación de RAID 5 y RAID 0. Primero, los datos se protegen con paridad en varios grupos RAID 5, y luego estos grupos se combinan con RAID 0 para mejorar la velocidad. Requiere un mínimo de 6 discos.

• Ventajas:
  • Ofrece mayor velocidad que RAID 5.
  • Soporta el fallo de múltiples discos (uno por cada subgrupo RAID 5).
  • Mejor rendimiento de escritura que RAID 5.

Arquitecturas de Almacenamiento

DAS: Almacenamiento de Conexión Directa

El DAS (Direct Attached Storage) es un almacenamiento conectado directamente a un servidor o estación de trabajo. Ejemplo: un disco duro externo conectado directamente a un ordenador. Ideal para pequeñas empresas o usuarios individuales.

• Ventajas:
  • Sencillo de instalar y configurar.
  • No requiere direcciones IP ni infraestructura de red.
  • Bajo coste inicial.
• Desventajas:
  • Recursos limitados a un solo ordenador.
  • No gestionable a través de la red.
  • Dificultad para compartir datos entre múltiples usuarios.

NAS: Almacenamiento Conectado a la Red

El NAS (Network Attached Storage) es similar a un disco duro externo DAS, pero se conecta a la red mediante Ethernet o LAN, permitiendo el acceso a múltiples usuarios y dispositivos.

• Ventajas:
  • Solución económica para proporcionar almacenamiento compartido a múltiples usuarios.
  • Fácil acceso desde cualquier dispositivo en la red.
  • Funciones adicionales como servidor de medios, copias de seguridad, etc.
• Desventajas:
  • Requiere una dirección IP.
  • Consume ancho de banda de la red.
  • Rendimiento limitado por la velocidad de la red.

SAN: Red de Área de Almacenamiento

La SAN (Storage Area Network) es una red de almacenamiento de alta velocidad utilizada en empresas medianas y grandes. Requiere la configuración de controladores de disco, conmutadores SAN, adaptadores de bus de host (HBAs) y cables de fibra óptica.

• Ventajas:
  • Alta escalabilidad y flexibilidad.
  • Optimización del uso del hardware.
  • Alta velocidad de acceso a los datos.
  • Permite la consolidación del almacenamiento.
• Desventajas:
  • Alto coste de implementación y mantenimiento.
  • Mayor complejidad de configuración.
  • Rendimiento potencialmente limitado por la infraestructura de red.
  • Requiere direcciones IP estáticas.

Clústeres Informáticos: Tipos y Componentes

Un clúster es un conjunto de ordenadores interconectados que trabajan juntos como un único sistema para mejorar el rendimiento, la disponibilidad o la eficiencia.

Tipos de Clústeres

• Clústeres de Alto Rendimiento (HPC): Diseñados para ofrecer una gran capacidad de cálculo, ideales para tareas que requieren procesamiento intensivo.
• Clústeres de Alta Disponibilidad (HA): Utilizan hardware duplicado para redundancia, asegurando la continuidad del servicio en caso de fallo de un componente.
• Clústeres de Alta Eficiencia: Optimizados para la ejecución del mayor número de tareas en el menor tiempo posible, maximizando la utilización de recursos.

Componentes de los Clústeres

• Nodos: Los ordenadores individuales que forman parte del clúster.
• Sistema Operativo: El software base que gestiona los recursos de cada nodo.
• Conexión de Red: La infraestructura que permite la comunicación entre los nodos.
• Middleware: Software que facilita la coordinación y comunicación entre los nodos y las aplicaciones.
• Sistema de Almacenamiento: La solución de almacenamiento compartida accesible por todos los nodos.

Otros Conceptos Clave en Infraestructuras TI

Robot de Cinta (Librerías de Cintas)

Las librerías de cintas (también conocidas como robots de cintas) son dispositivos de almacenamiento que ofrecen una alta capacidad, fiabilidad y reutilización para copias de seguridad y archivado a largo plazo. Utilizan cintas LTO (Linear Tape-Open).

Imagen del Sistema

Una imagen del sistema es una copia completa de todo el contenido de un disco duro, incluyendo el sistema operativo, programas ejecutables y datos del usuario. Se comprime en un único fichero (ocupando un gran espacio) y suele estar cifrado.

• Desventajas:
  • Menos seguro para entornos empresariales si no se gestiona adecuadamente.
  • Proceso de restauración lento, especialmente para grandes volúmenes de datos.
  • Ocupa mucho espacio de almacenamiento.

Herramientas de Chequeo de Discos

Son utilidades para verificar la integridad del sistema de archivos y corregir errores en los discos.

• En Windows: Se utiliza el comando chkdsk /f en la línea de comandos o el comprobador de discos en modo gráfico.
• En Linux: Se utiliza el comando fsck.