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The <filename>vinum</filename> Volume Manager El Gestor de Volúmenes <filename>vinum</filename>
<personname> <firstname>Greg</firstname> <surname>Lehey</surname> </personname> <contrib>Originally written by </contrib> <personname> <firstname>Greg</firstname> <surname>Lehey</surname> </personname><contrib>Escrito originalmente por </contrib>
Synopsis Sinopsis
No matter the type of disks, there are always potential problems. The disks can be too small, too slow, or too unreliable to meet the system's requirements. While disks are getting bigger, so are data storage requirements. Often a file system is needed that is bigger than a disk's capacity. Various solutions to these problems have been proposed and implemented. Independientemente del tipo de disco, siempre hay problemas potenciales. Los discos pueden ser muy pequeños, muy lentos, o muy poco fiables para cumplir con los requisitos del sistema. Aunque los discos crecen, también lo hacen los requisitos de almacenamiento. A menudo se necesita un sistema de ficheros que es mayor que la capacidad del disco. Se han propuesto e implementado varias soluciones a estos problemas.
One method is through the use of multiple, and sometimes redundant, disks. In addition to supporting various cards and controllers for hardware Redundant Array of Independent Disks <acronym>RAID</acronym> systems, the base FreeBSD system includes the <filename>vinum</filename> volume manager, a block device driver that implements virtual disk drives and addresses these three problems. <filename>vinum</filename> provides more flexibility, performance, and reliability than traditional disk storage and implements <acronym>RAID</acronym>-0, <acronym>RAID</acronym>-1, and <acronym>RAID</acronym>-5 models, both individually and in combination. Un método es mediante el uso de múltiples, y a veces redundantes, discos. Además de soportar varias tarjetas y controladores hardware de sistemas de Arrays Redundantes de Discos Independientes <acronym>RAID</acronym> , el sistema base de FreeBSD incluye el gestor de volúmenes <filename>vinum</filename> , un controlador de dispositivos de bloques que implementa unidades virtuales de disco y que aborda estos tres problemas. <filename>vinum</filename> proporciona más flexibilidad, rendimiento, y fiabilidad que el almacenamiento de disco tradicional e implementa los modelos <acronym>RAID</acronym>-0, <acronym>RAID</acronym>-1, y <acronym>RAID</acronym>-5 , tanto individualmente como combinados.
This chapter provides an overview of potential problems with traditional disk storage, and an introduction to the <filename>vinum</filename> volume manager. Este capítulo proporciona una visión general de los problemas potenciales del almacenamiento tradicional en disco, y una introducción al gestor de volúmenes <filename>vinum</filename>.
Starting with FreeBSD 5, <filename>vinum</filename> has been rewritten in order to fit into the <link xlink:href="@@URL_RELPREFIX@@/doc/en_US.ISO8859-1/books/handbook/geom.html">GEOM architecture</link>, while retaining the original ideas, terminology, and on-disk metadata. This rewrite is called <emphasis>gvinum</emphasis> (for <emphasis> GEOM vinum</emphasis>). While this chapter uses the term <filename>vinum</filename>, any command invocations should be performed with <command>gvinum</command>. The name of the kernel module has changed from the original <filename>vinum.ko</filename> to <filename>geom_vinum.ko</filename>, and all device nodes reside under <filename class="directory">/dev/gvinum</filename> instead of <filename class="directory">/dev/vinum</filename>. As of FreeBSD 6, the original <filename>vinum</filename> implementation is no longer available in the code base. Comenzando con FreeBSD 5, <filename>vinum</filename> ha sido reescrito para adaptarlo a la <link xlink:href="@@URL_RELPREFIX@@/doc/en_US.ISO8859-1/books/handbook/geom.html">arquitectura de GEOM</link>, a la vez que se mantienen las ideas originales, terminología, y metadata en disco. Esta reescritura se llama <command>gvinum</command>. El nombre del módulo del kernel ha cambiado del original <filename>vinum.ko</filename> a <filename>geom_vinum.ko</filename>, y todos los nodos de dispositivo residen bajo <filename class="directory">/dev/gvinum</filename> en lugar de <filename class="directory">/dev/vinum</filename>. A partir de FreeBSD 6, la implementación original de <filename>vinum</filename> no está disponible en el código base.
Access Bottlenecks Cuellos de botella de acceso
Modern systems frequently need to access data in a highly concurrent manner. For example, large FTP or HTTP servers can maintain thousands of concurrent sessions and have multiple 100 Mbit/s connections to the outside world, well beyond the sustained transfer rate of most disks. Los sistemas modernos necesitan frecuentemente acceder a los datos de una forma altamente concurrente. Por ejemplo, grandes servidores de FTP o HTTP pueden mantener miles de sesiones concurrents y tener conexiones de 100 Mbit/s al mundo exterior, mucho más que la tasa de transferencia mantenida de la mayoría de los discos.
Current disk drives can transfer data sequentially at up to 70 MB/s, but this value is of little importance in an environment where many independent processes access a drive, and where they may achieve only a fraction of these values. In such cases, it is more interesting to view the problem from the viewpoint of the disk subsystem. The important parameter is the load that a transfer places on the subsystem, or the time for which a transfer occupies the drives involved in the transfer. Las unidades de disco actuales pueden transferir datos secuencialmente hasta unos 70 MB/s, pero este valor tiene poca importancia en un entorno en el que muchos procesos independientes acceden a un dispositivo, y donde solo pueden conseguir una fracción de esos valores. En tales casos, es más interesante ver el problema desde el punto de vista del subsistema de disco. El parámetro importante es la carga que una transferencia supone en el subsistema, o el tiempo para el cual la transferencia ocupa los dispositivos involucrados en la misma.
In any disk transfer, the drive must first position the heads, wait for the first sector to pass under the read head, and then perform the transfer. These actions can be considered to be atomic as it does not make any sense to interrupt them. En cualquier transferencia de disco, la unidad debe primero posicionar el cabezal, esperar a que el primer sector pase bajo la cabeza de lectura, y después realizar la transferencia. Estas acciones pueden considerarse atómicas y que no tiene sentido interrumpirlas.
<anchor xml:id="vinum-latency"/> Consider a typical transfer of about 10 kB: the current generation of high-performance disks can position the heads in an average of 3.5 ms. The fastest drives spin at 15,000 rpm, so the average rotational latency (half a revolution) is 2 ms. At 70 MB/s, the transfer itself takes about 150 μs, almost nothing compared to the positioning time. In such a case, the effective transfer rate drops to a little over 1 MB/s and is clearly highly dependent on the transfer size. <anchor xml:id="vinum-latency"/>Considera una transferencia típica de unos 10 kB: la generación actual de discos de alto rendimiento pueden situar los cabezales en unos 3.5 ms de media. Los discos más rápidos giran a 15,000 rpm, así que la latencia rotacional media (media revolución) es 2 ms. A 70 MB/s, la propia transferencia tarda unos 150 μs, casi nada comparado con el tiempo de posicionamiento. En ese caso, la tasa efectiva de transferencia cae hasta un poco más de 1 MB/s y depende claramente del tamaño de la transferencia.
The traditional and obvious solution to this bottleneck is <quote>more spindles</quote>: rather than using one large disk, use several smaller disks with the same aggregate storage space. Each disk is capable of positioning and transferring independently, so the effective throughput increases by a factor close to the number of disks used. La solución obvia y tradicional a este cuello de botella es <quote>más agujas</quote>: en lugar de usar un gran disco, usar varios discos pequeños con el mismo espacio de almacenamiento agregado. Cada disco es capaz de posicionar y transferir de forma independiente, así que el rendimiento efectivo aumenta en un factor próximo al número de discos utilizados.
The actual throughput improvement is smaller than the number of disks involved. Although each drive is capable of transferring in parallel, there is no way to ensure that the requests are evenly distributed across the drives. Inevitably the load on one drive will be higher than on another. La mejora de rendimiento real es menor que el número de discos involucrados. Aunque cada dispositivo es capaz de transferir en paralelo, no hay forma de asegurar que las peticiones se distribuyen de forma equilibrada entre los dispositivos. Inevitablemente la carga en un dispositivo será mayor que en otro.
<primary>disk concatenation</primary> <primary>concatenación de discos</primary>
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