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RAID: la strategia della ridondanza
Pubblicato in Net & Dev da Redazione Internet Magazine
"Repetita iuvant", dicevano i latini... Quanto vale tutto ciò anche per i dati! Sul più bello ci si ritrova senza. A meno che non si predisponga un'adeguata policy di gestione dei server. Velocità e sicurezza di un computer, infatti, dipendono in larga parte dalla configurazione ottimale del disco fisso. Vediamo allora com'è possibile intervenire su tale componente...

Doteremo il nostro hard disk di una configurazione RAID (Redundant Array of Independent Disks ossia "Insieme ridondante di dischi indipendenti"): una tecnologia un tempo destinata solo a server o PC di fascia alta, ma oggi ampiamente disponibile anche in computer destinati al mercato consumer. In una configurazione di questo tipo un minimo di due dischi rigidi vengono utilizzati per finalità differenti: creare una sorta di sistema di backup automatico (ridondanza: un disco copia gli stessi contenuti sull'altro) oppure garantire una maggiore velocità di scrittura e lettura suddividendo i file in blocchi uguali e inviandoli in contemporanea da e verso i due dischi, raddoppiando di fatto le prestazioni. In base alla configurazione adottata è possibile ottenere l'uno, l'altro o entrambi questi vantaggi in un'unica configurazione. Una configurazione RAID si può ottenere sia via software, mediante un'opportuna impostazione del sistema operativo, sia via hardware. Quella hardware è preferibile e molte schede madri, anche economiche, ne consentono l'impostazione sugli hard disk comunemente inclusi all'interno del PC. Se la scheda madre non avesse questa opzione si dovrà ricorrere o ad una scheda PCI oppure ad un sistema da interfacciare ad una porta USB o, meglio, firewire.

LA TECNOLOGIA
In una modalità RAID più dischi rigidi fisici vengono visti dal sistema, attraverso un'astrazione software o hardware, come un unico hard disk. Le configurazioni o livelli RAID più diffusi e maggiormente supportati dai comuni sistemi casalinghi sono tre: RAID 0, RAID 1 e RAID 5. Il livello RAID 0, o modalità di striping, necessita di almeno due diversi hard disk ed è la configurazione consigliata per chi vuole avere le massime prestazioni di lettura e scrittura sui dischi rigidi. In questo caso i due dischi vengono utilizzati entrambi per la gestione dei file: ogni file viene suddiviso in blocchi di uguale dimensione che vengono inviati, in parallelo, verso l'uno e verso l'altro hard disk. È facile immaginare come in questo scenario la velocità di lettura/scrittura raddoppi, poiché il sistema invia nello stesso momento porzioni diverse dello stesso file verso due dischi, che appaiono però all'utente come unico. Il livello RAID 1, o modalità di mirroring, non migliora la velocità del sistema, anzi in alcuni casi la degrada, ma rende più sicuri i dati in esso conservati. In questo caso al minimo due dischi vengono usati come una sorta di sistema di backup automatico: il sistema, infatti, scriverà gli stessi file sia sull'uno sia sull'altro disco. Nel caso uno dei due dischi venisse a mancare per un errore hardware l'altro, che ne è una copia speculare, interverrebbe automaticamente per ripristinare il sistema per poi provvedere a copiare di nuovo i contenuti sul nuovo hard disk sostituito. Il livello RAID 5 unisce i vantaggi dell'uno e dell'altro sistema. I dischi devono essere minimo 3 e il sistema provvederà a scrivere in parallelo porzioni di file su due di essi (come il RAID 0) mentre userà il terzo come strumento di recupero (come il RAID 1). Ciò che viene scritto nel disco di recupero, che varia al variare dei blocchi scritti, non è tuttavia una copia del file ma un'informazione, detta di parità, che consentirà al sistema di recuperare i file basandosi solo sui dati presenti negli altri due (Figura 1).

 

 

Figura 1 - Le configurazioni RAID 0, RAID 1 e RAID 5. In quest'ultima, insieme ai dati distribuiti sui dischi (A,B,C,D,E,F) vengono aggiunte informazioni dette di parità (P)

La configurazione più completa è ovviamente la RAID 5. La configurazione RAID 0 rende un po' meno sicuro il sistema poiché raddoppiando il numero di dischi raddoppiano anche le possibilità di errore, ma se ne guadagna in velocità di trasferimento file che può raggiungere anche il doppio della velocità del singolo hard disk. In questa configurazione, consigliata per chi fa uso intensivo degli hard disk - come ad esempio chi utilizza software di video editing o i videogiocatori - la capacità totale del disco logico sarà pari al doppio dello spazio riservato per il RAID nel disco fisico più piccolo: se si utilizzano due dischi uno da 80 e uno da 120 GB, il disco logico sarà di 160 GB (80 GB x 2) e i 40 GB del disco più grande andranno persi. In una configurazione RAID 1, dedicata a chi non si preoccupa delle prestazioni ma vuole avere la massima sicurezza per i dati conservati, la dimensione del disco sarà pari a quella del disco più piccolo della catena: continuando con l'esempio precedente, il disco logico RAID 1 sarà di 80 GB. Se il controller lo supporta, e molti lo fanno, è anche possibile combinare le modalità RAID 0 e RAID 1 sulla stessa catena dedicando la prima configurazione alle attività che richiedono prestazioni maggiori e la seconda ai dati più delicati, come sistema operativo o documenti. Infine è consigliabile, in una configurazione RAID 0, utilizzare dischi delle stesse dimensioni e possibilmente con tecnologia simile per ridurre al massimo gli squilibri del sistema.

UN RAID VIA SOFTWARE
Un sistema RAID può essere configurato via software utilizzando il sistema di gestione incluso nel sistema operativo. Questa funzione è presente in sistemi Linux/ Unix e nei più recenti sistemi Windows. Le edizioni Server 2000 e 2003 dei S.O. Microsoft, supportano sia le modalità RAID 0 (striping) sia le modalità RAID 1 (mirroring), Windows XP Professional supporta solo la modalità RAID 0, mentre Windows Vista limita ancor di più queste possibilità poiché solo nelle versioni Enterprise e Ultimate è incluso il supporto per il livello RAID 0, mentre il livello RAID 1 sarà invece integrato in Windows Server 2008 previsto per il prossimo anno. Per una configurazione in striping noi abbiamo utilizzato Windows XP Professional, ma le operazioni sono pressoché identiche anche negli altri sistemi. Per prima cosa va ricordato che il processo è irreversibile: una volta impostati gli hard disk per lo striping non sarà più possibile ripristinare lo stato del sistema se non eseguendo un backup, formattando i due dischi rigidi e riversando il backup creato su uno dei due. Per questo motivo, ma anche per poter intervenire nel caso di perdita di dati, è quasi obbligatorio eseguire un backup dei propri dati utilizzando, ad esempio DriveImage XML. Il primo passaggio da compiere è quello di convertire i dischi da dischi di base a dischi dinamici. Così facendo i volumi di Windows (le vere e proprie partizioni) si svincolano dal loro supporto fisico e possono distribuire i dati su diversi dischi rigidi. La conversione si esegue a partire dalla scheda Gestione Disco che si può visualizzare cliccando con il pulsante destro sulla voce Risorse del computer presente sul menu Start di Windows XP e scegliendo Gestione. In questa finestra cliccate prima sulla voce Gestione disco e poi, con il pulsante destro del mouse, sul nome uno dei volumi che volete convertire (nel punto indicato come Disco 0, Disco 1 e così via), scegliete la voce Converti in disco dinamico e selezionate almeno due dischi da trasformare. Clic su Ok e poi su Converti per procedere (Figura 2).



Figura 2 - La conversione a disco dinamico si ottiene cliccando sul nome del disco e poi sulla voce Converti in disco dinamico

Creiamo ora il vero e proprio volume di striping (ossia livello RAID 0) usufruendo dello spazio libero presente sui due dischi dopo la loro conversione. Fate anche attenzione alla dimensione del volume, che sarà il doppio dello spazio libero minore presente su uno dei due dischi. Se i due dischi, ad esempio, hanno a disposizione rispettivamente 9 e 6 GB di spazio libero, il volume di striping sarà grande al massimo 12 GB (6 GB x 2). Se non si dispone di spazio libero a sufficienza su un disco è necessario ridimensionare la partizione attraverso un software di partizionamento: ne esistono di gratuiti, come il LiveCD di Gparted o anche integrati nel sistema operativo Windows Vista. Ora, sempre dalla finestra Gestione Computer cliccate con il pulsante destro su una porzione del disco rigido "non allocata" (di solito individuabile dal colore nero) e scegliete la voce Nuovo volume e, dopo la finestra di benvenuto, scegliete la voce Con striping. Fate clic su Avanti e nella finestra successiva (Seleziona Dischi) aggiungete al Nuovo volume (a destra) le porzioni non allocate disponibili (sulla sinistra) cliccando sulla voce Aggiungi. Nella parte inferiore della finestra è anche possibile, qualora lo si desideri, modificare la dimensione del disco da creare (Figura 3).


Figura 3 - In seleziona dischi è necessario indicare quali dei due dischi convertire in un volume di striping (RAID 0)

Nelle ultime due finestre è possibile selezionare la lettera di unità e successivamente la tipologia di partizione da creare. Al termine della procedura si avrà dunque un nuovo volume tra quelli disponibili che, grazie a Windows XP, distribuirà i file su entrambi i dischi velocizzando di fatto le operazioni di lettura/scrittura dei dati.

...E UNO VIA HARDWARE
La configurazione RAID via software è una scelta comoda, efficace e poco dispendiosa. Tuttavia il sistema più indicato per eseguire una catena RAID di dischi rigidi è quello di affidarsi ad una componente hardware (il Lacie 2big Triple, in figura sotto, è un sistema consente la scelta tra 4 livelli RAID: SAFE 100 (RAID 1); FAST (RAID 0); BIG per il massimo della capacità; oppure JBOD per utilizzare i dischi singolarmente ). Questo sistema è migliore poiché tutte le operazioni che sovrintendono alla gestione dei dati vengono eseguite da un hardware dedicato, sollevando il processore e i processi del sistema operativo dalle complesse operazioni di suddivisione e ricostruzione dei dati. Una configurazione di questo tipo può essere gestita dal chipset della scheda madre, da una comune scheda PCI o da componenti esterni collegati al PC attraverso interfacce veloci USB o Firewire. Il metodo più comodo, anche perché non comporta una spesa ulteriore, è quello di utilizzare il chipset della scheda madre, a patto che questo supporti la configurazione Raid che si intende implementare.

 

 

  

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Tag: raid  server
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