📚 UF1349 · MF0957_2

Mantenimiento e Inventario del Subsistema Físico I

UD1-UD4: componentes de un sistema informático (CPU, memoria, E/S, buses, multiprocesador, clusters), almacenamiento masivo (interfaces, RAID, SAN/NAS, LVM), subsistemas de disco y almacenamiento en cinta.

🖥️ Arquitectura del sistema💽 Almacenamiento masivo🧰 Sustitución de discos📼 Cintas y librerías⚡ ESD

📋 Índice de contenidos

  1. UD1 · Los sistemas informáticos: definición, componentes y clasificación
  2. UD1 · El sistema central: la unidad central de proceso
  3. UD1 · Microprocesadores actuales y arquitecturas CISC y RISC
  4. UD1 · El sistema de memoria principal
  5. UD1 · El sistema de E/S y los periféricos
  6. UD1 · Subsistema de comunicaciones, buses, puertos y conectores
  7. UD1 · Arquitecturas multiprocesador, escalables y distribuidas
  8. UD1 · Herramientas de diagnóstico y detección de dispositivos
  9. UD2 · Conceptos sobre almacenamiento masivo
  10. UD2 · Interfaces y tecnologías de conexión
  11. UD2 · Protección de discos: RAID
  12. UD2 · Redes de almacenamiento: SAN y NAS
  13. UD2 · Gestor de volúmenes lógicos (LVM)
  14. UD3 · Componentes de un subsistema de almacenamiento en disco
  15. UD3 · Procedimientos de diagnóstico de discos
  16. UD3 · Manejo ESD y sustitución de componentes
  17. UD3 · Cableado, armarios de montaje y gestores de almacenamiento
  18. UD4 · Tareas básicas del operador de cintas
  19. UD4 · Unidades de cinta y el estándar TapeAlert
  20. UD4 · Cartuchos de cinta: formatos, WORM y cuidados
  21. UD4 · Librerías de cintas y virtualización en cinta
Unidad Didáctica 1 · Componentes de un sistema informático

01Los Sistemas Informáticos

Un sistema informático es el conjunto de elementos físicos (hardware), lógicos (software) y humanos (usuarios y técnicos) que se organizan para recoger, almacenar, procesar y distribuir información. El operador de sistemas trabaja sobre todo con la parte física: la mantiene en servicio, la inventaría, sustituye lo que falla y vigila que funcione dentro de sus parámetros normales.

🔩

Hardware

Componentes físicos: placa base, CPU, memoria, discos, fuentes, tarjetas, periféricos, cableado y armarios.

💿

Software

Firmware (BIOS/UEFI, microcódigo), sistema operativo, controladores y aplicaciones.

👥

Personal

Usuarios finales, operadores, técnicos de soporte y administradores, cada uno con sus permisos y responsabilidades.

📄

Datos y procedimientos

La información tratada y las normas escritas (manuales, procedimientos operativos, planes de mantenimiento).

Clasificación de los sistemas informáticos

CriterioTiposEjemplos
Por tamaño y potenciaSupercomputadores, mainframes, servidores, estaciones de trabajo, microordenadores, embebidosIBM z16, servidor rack 2U, PC de oficina, router doméstico
Por propósitoPropósito general / propósito específicoPC frente a un controlador industrial PLC o un cajero automático
Por número de usuariosMonousuario / multiusuarioPortátil personal frente a un servidor de terminales
Por distribuciónCentralizado / distribuido / en la nubeMainframe central, cluster, máquinas virtuales en un proveedor cloud
Por arquitecturaVon Neumann / Harvard (o mixtas)PC (Von Neumann con cachés separadas), microcontroladores (Harvard)

Estructura de un sistema informático

Desde el punto de vista físico, cualquier ordenador sigue el modelo de Von Neumann: una unidad central de proceso que ejecuta instrucciones, una memoria que guarda instrucciones y datos, un sistema de entrada/salida que comunica con el exterior y unos buses que conectan todo. En un servidor estas mismas piezas se duplican o se hacen redundantes (dos fuentes, varias CPU, controladoras RAID, tarjetas de red agregadas) para que un fallo no detenga el servicio.

  1. Sistema central: CPU + memoria principal. Es el «cerebro» y la memoria de trabajo.
  2. Sistema de E/S: controladores y periféricos (teclado, discos, red, impresoras).
  3. Subsistema de comunicaciones: tarjetas de red, procesadores de comunicaciones y el cableado que une el equipo con otros.
  4. Interconexión: jerarquía de buses (internos, de sistema, de expansión) y puertos externos.

02El Sistema Central: la Unidad Central de Proceso

La CPU (Central Processing Unit) interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas. Su funcionamiento se resume en el ciclo de instrucción: búsqueda (fetch), decodificación, ejecución y escritura del resultado. Un reloj marca el ritmo de este ciclo; su frecuencia se mide en gigahercios (GHz).

Estructura interna

🧮

Unidad aritmético-lógica (ALU)

Realiza las operaciones matemáticas y lógicas. Las CPU actuales tienen varias ALU y unidades de coma flotante (FPU) y vectoriales (AVX, NEON).

🎛️

Unidad de control (UC)

Decodifica cada instrucción y genera las señales que coordinan al resto de componentes.

📌

Registros

Memoria interna ultrarrápida: contador de programa (PC), registro de instrucción (IR), acumuladores, registro de estado (flags), puntero de pila.

⚡

Memoria caché

Niveles L1, L2 y L3 integrados en el chip para no esperar a la RAM.

🔗

Controladores integrados

Controlador de memoria, enlaces PCIe, GPU integrada y, en los SoC, controladoras de USB, red o seguridad (TPM).

Funciones y tipos de procesadores

TipoPropósitoEjemplo
CPU de propósito generalEjecutar el sistema operativo y las aplicacionesIntel Core / Xeon, AMD Ryzen / EPYC, Apple M
GPUCálculo masivamente paralelo (gráficos, IA)NVIDIA RTX / H100, AMD Radeon / Instinct
NPU / acelerador IAInferencia de redes neuronales con bajo consumoNPU de Intel Core Ultra, Qualcomm Hexagon
DSPProcesado de señal (audio, comunicaciones)Chips de módems y tarjetas de sonido
Procesador de E/S o de comunicacionesDescargar a la CPU de transferenciasControladora RAID, SmartNIC/DPU
Dato del operadorEn un servidor, el número de zócalos (sockets), núcleos e hilos determina tanto el rendimiento como el coste de licencias de algunos productos (por ejemplo, bases de datos licenciadas por núcleo). Por eso es un dato obligatorio en el inventario.

03Microprocesadores Actuales y Arquitecturas CISC y RISC

Las características que un operador debe saber leer en la ficha de un procesador son: número de núcleos e hilos, frecuencia base y turbo, tamaño de caché, TDP (potencia térmica de diseño, en vatios), zócalo, tipo de memoria soportada, número de líneas PCIe y extensiones de virtualización (Intel VT-x/VT-d, AMD-V/IOMMU).

AspectoCISCRISC
SignificadoComplex Instruction Set ComputerReduced Instruction Set Computer
InstruccionesMuchas, complejas y de longitud variablePocas, simples y de longitud fija
Ciclos por instrucciónVariosIdealmente uno (segmentación o pipeline)
Acceso a memoriaMuchas instrucciones operan sobre memoriaSolo load/store; el resto trabaja con registros
RegistrosMenos registros de propósito generalMuchos registros
Ejemplosx86 / x86-64 (Intel, AMD)ARM (Apple M, Snapdragon, AWS Graviton), RISC-V, POWER

Hoy la frontera está difuminada: los x86 decodifican internamente sus instrucciones CISC en microoperaciones de tipo RISC, y los ARM han ganado presencia en servidores y portátiles por su eficiencia energética. RISC-V es una arquitectura abierta y libre de licencias que se está extendiendo en sistemas embebidos.

Núcleos / hilosGHz base y turboCaché L3TDPZócaloDDR5PCIe 5.0VT-x / AMD-V

04El Sistema de Memoria Principal

La memoria principal (RAM) guarda los programas en ejecución y sus datos. Es volátil: pierde el contenido al cortar la alimentación. Junto a ella existen memorias no volátiles como la ROM/flash del firmware.

Jerarquía de memorias

NivelTecnologíaCapacidad típicaLatencia aproximada
RegistrosBiestables en la CPUBytes< 1 ns
Caché L1 / L2 / L3SRAMKB a decenas de MB1-15 ns
Memoria principalDRAM (DDR4 / DDR5)GB a TB60-100 ns
Almacenamiento SSDNAND flash (NVMe)Cientos de GB a decenas de TB10-100 µs
Disco duro (HDD)MagnéticoTB5-10 ms
CintaMagnética secuencialDecenas de TB por cartuchoSegundos a minutos

Cuanto más arriba en la jerarquía, más rápida, cara y pequeña es la memoria. El sistema funciona gracias al principio de localidad: los datos usados recientemente (localidad temporal) y los que están cerca de ellos (localidad espacial) se mantienen en los niveles superiores.

Características de la memoria principal

Espacios de direccionamiento y mapas de memoria

El espacio de direccionamiento es el rango de direcciones que la CPU puede generar: 2³² (4 GB) con 32 bits y, en x86-64, 48 o 57 bits de direcciones virtuales. El mapa de memoria indica qué zona corresponde a la RAM, cuál al firmware y cuál a los dispositivos de E/S mapeados en memoria (MMIO). Por eso un sistema de 32 bits con 4 GB instalados «ve» menos memoria utilizable: parte del espacio lo ocupan los dispositivos.

# Linux: ver mapa de memoria física y módulos instalados cat /proc/iomem | head sudo dmidecode -t memory | grep -E 'Size|Speed|Type:|Locator' free -h REM Windows (PowerShell) Get-CimInstance Win32_PhysicalMemory | Select BankLabel,Capacity,Speed,Manufacturer

05El Sistema de Entrada/Salida y los Periféricos

El sistema de E/S permite que la CPU se comunique con el exterior. Como los periféricos son mucho más lentos y diversos que la CPU, entre ambos se colocan controladores y técnicas que coordinan la transferencia.

Técnicas de E/S

TécnicaFuncionamientoUso típico
E/S programada (polling)La CPU pregunta continuamente al dispositivo si está listoDispositivos muy simples
Por interrupciones (IRQ)El dispositivo avisa a la CPU cuando necesita atenciónTeclado, ratón, tarjetas de red
DMA (acceso directo a memoria)Un controlador transfiere bloques a la RAM sin pasar por la CPUDiscos, red, audio
Procesadores de E/S / canalesProcesadores dedicados ejecutan programas de E/SMainframes, controladoras RAID, DPU

Subsistema de E/S y controladores de periféricos

Cada periférico se conecta a través de un controlador (hardware) gobernado por un controlador de dispositivo o driver (software). El subsistema de E/S del sistema operativo ofrece una interfaz común, gestiona búferes y colas, y reparte los recursos: líneas de interrupción, direcciones de E/S y canales DMA.

Dispositivos periféricos: clasificación

⌨️

Entrada

Teclado, ratón, escáner, lector de códigos, cámara, micrófono, lector biométrico.

🖨️

Salida

Monitor, impresora, plóter, altavoces, proyector.

🔁

Entrada/salida

Pantalla táctil, multifunción, tarjeta de red, módem.

💾

Almacenamiento

HDD, SSD, unidades ópticas, cintas, memorias USB, tarjetas SD.

Características técnicas que se comparan al elegir o sustituir un periférico: interfaz de conexión, velocidad de transferencia, resolución, consumo, compatibilidad con el sistema operativo y disponibilidad de controladores, ciclo de trabajo (en impresoras) y coste del material fungible.

06Subsistema de Comunicaciones, Buses, Puertos y Conectores

El subsistema de comunicaciones une el equipo con la red: tarjetas de red (NIC), adaptadores Wi-Fi, módems, procesadores de comunicaciones que descargan a la CPU (TCP offload, SmartNIC) y los elementos físicos de la red (cableado de par trenzado y fibra, conectores RJ-45 y LC, latiguillos, paneles de parcheo, switches).

Jerarquía de buses

NivelQué conectaEjemplos actuales
Bus interno del procesadorNúcleos, cachés y controladores del chipRing bus, mesh, Infinity Fabric
Bus de memoriaCPU con los módulos de RAMCanales DDR5
Bus de sistema / enlace con el chipsetCPU con el chipset (PCH)DMI (Intel), enlace PCIe con chipset (AMD)
Bus de expansiónTarjetas y almacenamiento rápidoPCI Express 4.0 / 5.0 (x1, x4, x8, x16)
Buses de periféricosDispositivos externos o de baja velocidadUSB, SATA, SAS, Thunderbolt, I²C, SMBus

Direccionamiento, tipos de transferencia y temporización

Puertos y conectores habituales

PuertoUsoObservaciones para el operador
USB-A / USB-CPeriféricos, almacenamiento, cargaUSB 2.0 a USB4; el conector USB-C no garantiza la velocidad
Thunderbolt 4/5Docks, almacenamiento externo, monitoresUsa conector USB-C
HDMI / DisplayPortVídeoComprobar la versión si hay resoluciones altas
RJ-45Ethernet 1/2,5/10 GbpsLos LED indican enlace y actividad
SFP / SFP+ / QSFPFibra o cobre de alta velocidad en servidores y switchesMódulos intercambiables en caliente
Puerto serie / consola (RJ-45 o USB)Gestión fuera de banda de switches y SAIImprescindible para recuperar equipos de red
Puerto de gestión (iDRAC, iLO, XClarity)Administración remota del servidor (BMC)Red de gestión separada

07Arquitecturas Multiprocesador, Escalables y Distribuidas

Cuando un único procesador no basta se recurre al paralelismo: varias CPU dentro de un mismo equipo o varios equipos que cooperan.

AspectoSMP (multiprocesamiento simétrico)MPP (procesamiento paralelo masivo)
MemoriaCompartida por todos los procesadoresCada nodo tiene su propia memoria
Sistema operativoUna única copiaUna copia por nodo
ComunicaciónA través de la memoria comúnPaso de mensajes por una red de interconexión
EscalabilidadLimitada (la memoria se vuelve un cuello de botella)Muy alta (miles de nodos)
EjemplosServidor de dos zócalos, PC multinúcleoSupercomputadores, data warehouses masivos

Los servidores multizócalo actuales son NUMA (Non-Uniform Memory Access): cada procesador tiene su memoria «cercana» y accede más despacio a la del otro. El sistema operativo intenta ejecutar cada proceso en el nodo donde están sus datos.

Arquitecturas escalables y distribuidas

🧱

Cluster

Grupo de equipos conectados por una red rápida que se ven como un único sistema. Puede ser de alta disponibilidad (failover), de balanceo de carga o de alto rendimiento (HPC).

🏙️

Multicluster

Varios clusters coordinados, a menudo en distintas ubicaciones, para repartir carga o sobrevivir a la caída de un centro.

🌐

GRID

Recursos heterogéneos y geográficamente dispersos, de distintas organizaciones, que se comparten para tareas de cálculo (por ejemplo, el WLCG del CERN).

☁️

Cloud

Evolución comercial: recursos virtualizados bajo demanda (IaaS, PaaS, SaaS) que se pagan por uso.

08Herramientas de Diagnóstico y Detección de Dispositivos

Antes de abrir un equipo hay que saber qué tiene y en qué estado está. Las herramientas de diagnóstico se agrupan en varios tipos.

TipoEjemplosPara qué sirve
Firmware / POSTPitidos y códigos POST, LED de diagnóstico de la placaDetectar fallos antes de arrancar el SO
Herramientas del fabricanteDell SupportAssist / ePSA, HP PC Hardware Diagnostics, Lenovo DiagnosticsPruebas completas con códigos de error que reconoce el servicio técnico
Utilidades del sistema operativomsinfo32, Administrador de dispositivos, lshw, lspci, lsusb, dmidecodeDetectar y listar dispositivos y controladores
Utilidades de tercerosHWiNFO, CPU-Z, MemTest86, CrystalDiskInfo, OCCTSensores, estrés, pruebas de memoria y estado SMART
Gestión fuera de banda (BMC)iDRAC, iLO, IPMIRegistro de eventos de hardware (SEL), sensores, consola remota
Hardware de diagnósticoTarjeta POST, polímetro, comprobador de fuentesMedidas eléctricas y fallos que impiden arrancar
# Linux: inventario rápido del hardware lscpu # procesador sudo lshw -short # resumen de todo el hardware lspci -nn ; lsusb # dispositivos PCI y USB lsblk -o NAME,SIZE,MODEL,TRAN,ROTA # discos e interfaz sudo dmidecode -t system # fabricante, modelo y número de serie REM Windows msinfo32 Get-PnpDevice -Status ERROR # dispositivos con fallo Get-CimInstance Win32_BIOS | Select SerialNumber,SMBIOSBIOSVersion
Buena prácticaGuarda la salida de estas órdenes con la fecha en el registro del equipo. Comparar la salida de hoy con la de hace seis meses revela módulos de memoria que han desaparecido, discos sustituidos o firmware sin actualizar.
Unidad Didáctica 2 · Los dispositivos de almacenamiento masivo

09Conceptos sobre Almacenamiento Masivo

Un dispositivo de almacenamiento masivo guarda grandes volúmenes de datos de forma no volátil. Para comparar unos con otros se usan siempre los mismos parámetros.

ParámetroDefiniciónValores orientativos
CapacidadCantidad de datos que caben (GB, TB). Atención: los fabricantes usan 1 TB = 10¹² bytes y el SO muestra TiB (2⁴⁰)SSD 0,5-30 TB; HDD 1-30 TB; LTO-9 18 TB nativos
Tiempo de accesoTiempo hasta que empieza a leerse el dato: búsqueda + latencia rotacional en HDDHDD 5-10 ms; SSD NVMe < 0,1 ms
Velocidad de transferenciaDatos leídos o escritos por segundo de forma sostenidaHDD 150-280 MB/s; SATA SSD 550 MB/s; NVMe PCIe 4.0 7 GB/s
IOPSOperaciones de E/S por segundo (clave en bases de datos)HDD 80-200; SSD de decenas de miles a más de un millón
MTBF / AFRTiempo medio entre fallos / tasa anual de fallos1-2,5 millones de horas MTBF
Durabilidad (TBW / DWPD)Escrituras totales que soporta un SSD600 TBW en un SSD de 1 TB de consumo

Tipos de dispositivos

🌀

Magnéticos de disco (HDD)

Platos giratorios (5.400-15.000 rpm). Baratos por TB; tecnologías CMR, SMR, HAMR.

⚡

Estado sólido (SSD)

Memoria NAND flash (SLC, MLC, TLC, QLC). Formatos 2,5", M.2, U.2/U.3, E1.S.

📼

Cinta magnética

Acceso secuencial, coste por TB muy bajo, ideal para copias y archivo (LTO).

💿

Ópticos

CD, DVD, Blu-ray y M-DISC. Uso residual para distribución o archivo pequeño.

🔌

Extraíbles flash

Memorias USB y tarjetas SD; útiles, pero frágiles y con riesgo de fuga de datos.

10Interfaces de Almacenamiento y Tecnologías de Conexión

La interfaz determina cómo se conecta el dispositivo, a qué velocidad y a qué distancia. El BOE cita IDE, Fibre Channel, SCSI, SAS e iSCSI; añadimos SATA y NVMe, hoy dominantes.

InterfazTipoVelocidadUso
IDE / PATAParalelo, cable plano de 40/80 hilos, maestro/esclavoHasta 133 MB/sObsoleta; solo en equipos antiguos
SATASerie, punto a punto6 Gb/s (SATA III)PC y servidores de entrada; HDD y SSD de 2,5"
SCSI paraleloBus compartido con identificadores (ID) y terminaciónHasta 320 MB/s (Ultra320)Servidores antiguos y cintas
SASSCSI serie, punto a punto, doble puerto, admite SATA12 Gb/s (SAS-3), 22,5 Gb/s (SAS-4)Servidores y cabinas empresariales
NVMeProtocolo sobre PCIe, colas paralelasPCIe 4.0 x4 ≈ 7 GB/s; 5.0 ≈ 14 GB/sSSD de alto rendimiento (M.2, U.2, E1.S)
Fibre Channel (FC)Red de almacenamiento dedicada sobre fibra16/32/64 Gb/sSAN empresariales
iSCSIComandos SCSI encapsulados en TCP/IPLo que dé la red Ethernet (1-100 Gb/s)SAN económicas sobre Ethernet
NVMe-oFNVMe sobre red (RDMA, TCP, FC)Muy baja latenciaSAN modernas de todo flash
Trampa habitualUn disco SATA se puede conectar a una controladora SAS, pero un disco SAS no funciona en una controladora SATA. Comprueba siempre la interfaz de la controladora antes de pedir un repuesto.

11Protección de Discos: RAID

RAID (Redundant Array of Independent Disks) combina varios discos para ganar rendimiento, tolerancia a fallos o ambas cosas. Puede implementarse por hardware (controladora con caché y batería o supercondensador), por firmware/BIOS (fake RAID) o por software (mdadm en Linux, Espacios de almacenamiento en Windows, ZFS).

NivelFuncionamientoDiscos mín.Capacidad útilFallos tolerados
RAID 0Reparto (striping) sin redundancia2100 %Ninguno
RAID 1Espejo (mirroring)250 %1 de cada par
RAID 5Striping con paridad distribuida3(n-1)/n1
RAID 6Striping con doble paridad4(n-2)/n2
RAID 10 (1+0)Espejos unidos en striping450 %1 por espejo
RAID 50 / 60Varios RAID 5/6 en striping6 / 8Variable1 / 2 por grupo

Conceptos operativos

ImportanteRAID NO es una copia de seguridad. Protege frente al fallo de un disco, pero no frente a un borrado accidental, un ransomware, un incendio o un fallo de la controladora. La copia de seguridad se estudia en la UF1354.
# Linux: estado de un RAID software cat /proc/mdstat sudo mdadm --detail /dev/md0 # Controladoras hardware (según fabricante) storcli /c0 show # Broadcom/LSI MegaRAID ssacli ctrl all show config # HPE Smart Array

12Redes de Almacenamiento: SAN y NAS

Cuando el almacenamiento se separa de los servidores y se comparte en red, aparecen tres modelos que conviene distinguir bien.

ModeloAccesoProtocolosEl servidor ve…Uso típico
DAS (Direct Attached Storage)Conectado directamente a un servidorSATA, SAS, NVMeDiscos localesServidor individual
NAS (Network Attached Storage)Por la red de datos, a nivel de ficheroSMB/CIFS, NFS, AFP, FTPCarpetas compartidasFicheros de oficina, copias, multimedia
SAN (Storage Area Network)Red dedicada, a nivel de bloqueFibre Channel, iSCSI, FCoE, NVMe-oFDiscos (LUN) como si fueran localesBases de datos, virtualización, clusters

Componentes de una SAN

TendenciasHoy se usan mucho el almacenamiento definido por software (Ceph, vSAN, Storage Spaces Direct), las cabinas todo flash y el almacenamiento de objetos compatible con S3 para copias y archivo.

13Gestor de Volúmenes Lógicos (LVM)

LVM (Logical Volume Manager) añade una capa entre los discos y los sistemas de archivos. Así se pueden crear, ampliar o mover volúmenes sin depender del tamaño de un disco concreto. En Windows cumplen una función equivalente los discos dinámicos y los Espacios de almacenamiento.

  1. Volumen físico (PV): un disco o partición preparado para LVM (pvcreate).
  2. Grupo de volúmenes (VG): unión de uno o varios PV en un «depósito» de espacio (vgcreate).
  3. Volumen lógico (LV): porción del VG que se formatea y se monta como si fuera una partición (lvcreate).
  4. Extensiones (PE/LE): bloques de tamaño fijo en que se divide el espacio; permiten mover datos entre discos.
sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc sudo vgcreate vg_datos /dev/sdb /dev/sdc sudo lvcreate -L 200G -n lv_compartido vg_datos sudo mkfs.ext4 /dev/vg_datos/lv_compartido # Ampliar en caliente el volumen y su sistema de archivos sudo lvextend -r -L +50G /dev/vg_datos/lv_compartido sudo pvs ; sudo vgs ; sudo lvs # ver el estado
Unidad Didáctica 3 · Dispositivos de disco

14Componentes de un Subsistema de Almacenamiento en Disco

🎛️

Controladora

Gestiona los discos, el RAID y la caché. Puede ser integrada en placa, una tarjeta PCIe (HBA o RAID) o la controladora de una cabina externa.

💽

Unidades de disco duro

HDD o SSD montados en bandejas (caddies) con conectores hot-swap y LED de estado.

🔌

Fuente de alimentación

En servidores y cabinas, dos fuentes redundantes conectadas a circuitos eléctricos distintos.

🧵

Cables

SATA, SAS (mini-SAS HD SFF-8643/8644), SlimSAS, cables de alimentación y backplane.

🧱

Backplane y chasis

Placa a la que se enchufan las bahías; puede incluir expansores SAS para conectar muchos discos.

💡

LED y controles

Indicadores de actividad, fallo y localización; botones de encendido y de identificación (UID).

LED típicos de una bahía de disco

IndicadorEstadoSignificado habitual
Actividad (verde)ParpadeoLectura o escritura en curso
Estado (verde fijo)EncendidoDisco en línea y correcto
Fallo (ámbar)FijoDisco averiado: sustituir
Fallo predictivo (ámbar)Parpadeo lentoSMART prevé un fallo: planificar sustitución
Localización (azul o ámbar)ParpadeoActivado desde la consola para identificar la bahía
ReconstrucciónVerde/ámbar alternosRebuild en curso: NO retirar
AvisoLos códigos de color cambian entre fabricantes. Consulta siempre la guía del modelo concreto antes de actuar sobre un disco.

15Procedimientos de Diagnóstico de Discos

Indicadores de diagnóstico

Herramientas software de diagnóstico

# Linux (paquete smartmontools) sudo smartctl -H /dev/sda # salud global: PASSED / FAILED sudo smartctl -A /dev/sda # atributos sudo smartctl -t short /dev/sda # lanzar autotest corto sudo smartctl -a /dev/nvme0 # discos NVMe dmesg | grep -iE 'ata|sd[a-z]|nvme|error' REM Windows Get-PhysicalDisk | Select FriendlyName,MediaType,HealthStatus,OperationalStatus Get-StorageReliabilityCounter -PhysicalDisk (Get-PhysicalDisk)[0] chkdsk C: /scan
Atributo SMARTIDQué indicaAcción
Reallocated Sectors Count5Sectores defectuosos ya reasignadosSi crece, planificar sustitución
Current Pending Sector197Sectores inestables pendientesCopia urgente de los datos
Uncorrectable Sector Count198Errores que no se han podido corregirSustituir
UDMA CRC Error Count199Errores en el cable o conectorRevisar o cambiar el cable
Percentage Used (NVMe)-Desgaste del SSD respecto a su vida nominalPlanificar sustitución cerca del 100 %

Herramientas hardware de diagnóstico

16Manejo ESD y Sustitución de Componentes

La descarga electrostática (ESD) es el paso brusco de electricidad estática acumulada en nuestro cuerpo a un componente. Basta una descarga de pocos cientos de voltios, que ni siquiera notamos, para dañar un chip o dejarlo degradado de forma latente: falla días después, lo que hace muy difícil encontrar la causa.

Precauciones con componentes sensibles a la estática

Procedimiento de sustitución de una unidad de disco (hot-swap)

  1. 1. Identificar: confirma en la consola de la controladora qué disco ha fallado (bahía, número de serie) y enciende su LED de localización.
  2. 2. Verificar el estado del RAID: el conjunto debe estar degradado pero en línea. Si hay más de un disco afectado, para y escala la incidencia.
  3. 3. Preparar el repuesto: mismo tipo de interfaz, capacidad igual o mayor y firmware compatible. Colócate la pulsera ESD.
  4. 4. Extraer: pulsa el pestillo de la bandeja, sácala unos centímetros, espera unos 30 segundos a que el disco deje de girar y retírala del todo.
  5. 5. Insertar: monta el disco nuevo en la bandeja, introdúcelo hasta el tope y cierra la palanca.
  6. 6. Comprobar: verifica que empieza la reconstrucción (o que entra el disco de reserva) y vigila su avance.
  7. 7. Documentar: anota la fecha, el número de serie retirado e instalado y el número de caso del fabricante. Gestiona la devolución o la destrucción segura del disco retirado.
Datos en el disco retiradoUn disco averiado sigue conteniendo datos. Si se devuelve al fabricante en garantía, comprueba si el contrato incluye la opción de quedarse el disco (keep your drive) o destrúyelo de forma certificada.

Sustitución de otros componentes y comprobación

17Cableado, Armarios de Montaje y Gestores de Almacenamiento

Cableado del subsistema de disco

Armarios de montaje (rack)

Los equipos de centro de datos se montan en armarios de 19 pulgadas de ancho. La altura se mide en unidades rack (1U = 44,45 mm); un armario típico tiene 42U o 47U.

Simbología e identificación

SímboloSignificado
Mano tachada sobre circuitoDispositivo sensible a ESD
Rayo en triánguloRiesgo eléctrico
Superficie calienteNo tocar: temperatura elevada
Ventilador con dedo tachadoPiezas móviles: peligro de atrapamiento
Varias fuentes (símbolo de desconexión)Desconectar TODAS las fuentes para dejar el equipo sin corriente
Persona levantando peso / dos personasEquipo pesado: manipular entre varios

Configuraciones básicas y gestores de almacenamiento

Los gestores de almacenamiento son las consolas que administran la controladora o la cabina: utilidades de arranque (Ctrl+R, F2…), aplicaciones web (Dell OpenManage, HPE Smart Storage Administrator, Synology DSM, TrueNAS) y órdenes de línea de comandos. Desde ellas se crean volúmenes RAID, se asignan discos de reserva, se activa la caché, se actualiza el firmware y se consultan los registros.

Unidad Didáctica 4 · Dispositivos de almacenamiento en cinta

18Tareas Básicas del Operador de Cintas

La cinta magnética sigue siendo el medio más barato por TB para copias de seguridad y archivo a largo plazo, y aporta algo muy valioso frente al ransomware: un cartucho retirado de la unidad está desconectado de la red (air gap).

  1. Encendido y apagado de unidades en rack: seguir el orden del fabricante (normalmente primero la librería y después el servidor, que así la detecta al arrancar) y no apagar nunca con un cartucho en uso.
  2. Protección contra escritura: desplazar la pestaña del cartucho a la posición de bloqueo (candado) para que no se pueda sobrescribir.
  3. Inserción y extracción manual: introducir el cartucho con la orientación que indica la flecha hasta que la unidad lo cargue; para sacarlo, pulsar «Unload» y esperar a que la cinta se rebobine y la unidad lo expulse.
  4. Identificación de cartuchos defectuosos: carcasa rota, pestaña dañada, etiqueta despegada, cinta visible o mensajes de error repetidos en varias unidades con el mismo cartucho.
  5. Limpieza de las unidades: insertar un cartucho de limpieza cuando lo pida la unidad (LED o mensaje «Clean»). En librerías puede ser automática.
  6. Carga del programa inicial (IPL): en mainframes, arrancar el sistema desde una unidad de cinta o disco designada.
  7. Tareas con el menú del sistema: poner unidades en línea o fuera de línea, ver la configuración, consultar el inventario de cartuchos y los registros de error.
Precauciones con los cartuchosNo dejarlos caer (una caída puede dañar la cinta aunque la carcasa parezca intacta), no exponerlos a campos magnéticos, calor o polvo, no abrir la puerta del cartucho ni tocar la cinta, y dejarlos aclimatarse 24 horas si vienen de otro entorno de temperatura.

19Unidades de Cinta y el Estándar TapeAlert

Características y componentes de una unidad de cinta

Procedimiento de instalación de una unidad de cinta

  1. 1. Comprobar la compatibilidad con el servidor, la HBA y el software de copia.
  2. 2. Instalar la HBA SAS o FC si hace falta y conectar el cable con el servidor apagado.
  3. 3. Encender primero la unidad y después el servidor.
  4. 4. Instalar el controlador y comprobar que el sistema la detecta.
  5. 5. Actualizar el firmware de la unidad a la versión que recomienda el fabricante del software de copia.
  6. 6. Hacer una prueba de escritura y lectura con un cartucho de prueba.
# Linux: detectar la unidad y manejarla lsscsi -g # aparece como 'tape' (/dev/st0, /dev/nst0) mt -f /dev/nst0 status # estado de la unidad mt -f /dev/nst0 rewind # rebobinar mt -f /dev/nst0 eject # expulsar tar -cvf /dev/nst0 /datos # escribir una copia simple

Mensajes de la unidad y el estándar TapeAlert

TapeAlert es un estándar del sector que permite que la unidad o la librería informe al software de copia de su estado mediante hasta 64 indicadores (flags) normalizados. Cada flag tiene un nivel de gravedad: Información, Aviso (Warning) o Crítico.

FlagMensajeGravedadIntervención del operador
3Hard error (error de lectura o escritura irrecuperable)AvisoRepetir con otro cartucho; si persiste, avisar al servicio técnico
4Media (fallo del soporte)CríticoCopiar los datos a otro cartucho y retirar el dañado
7Media life (fin de la vida útil del cartucho)AvisoSustituir el cartucho en la siguiente rotación
20Clean now (limpiar ahora)CríticoInsertar un cartucho de limpieza
21Clean periodic (limpieza periódica)AvisoProgramar la limpieza
22Expired cleaning media (limpiador agotado)CríticoSustituir el cartucho de limpieza
30Hardware A (fallo de hardware de la unidad)CríticoReiniciar la unidad; si persiste, llamar al servicio técnico

Panel de control e indicadores

El panel frontal suele tener LED de listo (Ready), de actividad, de limpieza (Clean) y de fallo (Fault), además de un botón de expulsión. Algunas unidades muestran un código de error de un solo carácter (SCD) que se interpreta con la tabla del manual.

20Cartuchos de Cinta: Formatos, WORM y Cuidados

Generación LTOCapacidad nativaVelocidad nativaLee / escribe
LTO-62,5 TB160 MB/sLee LTO-4/5, escribe LTO-5/6
LTO-76 TB300 MB/sLee y escribe LTO-6/7
LTO-812 TB360 MB/sLee y escribe LTO-7/8
LTO-918 TB400 MB/sLee y escribe LTO-8/9
LTO-1030 TB400 MB/sLee y escribe LTO-10 (sin compatibilidad hacia atrás)

Otros formatos con los que puede encontrarse el operador: IBM 3592/TS11xx y Oracle StorageTek T10000 (empresariales), y formatos ya obsoletos (DAT/DDS, DLT, AIT) que solo se conservan para leer copias antiguas.

Componentes externos y memoria del cartucho

Cartuchos WORM

WORM (Write Once Read Many: se escribe una vez y se lee muchas) impide modificar o borrar lo escrito; solo se puede añadir datos al final. Se usan para cumplir normativas de conservación (fiscal, sanitaria, judicial) y como defensa ante el ransomware. Se distinguen por su carcasa bicolor.

Información, manejo, cuidado y limpieza

21Librerías de Cintas y Virtualización en Cinta

Una librería (o biblioteca) de cintas es un sistema robotizado que contiene varias unidades de cinta y decenas o miles de ranuras para cartuchos. Un brazo robot (picker) mueve los cartuchos entre las ranuras y las unidades sin intervención humana.

Componentes principales

🤖

Robot / accesor

Brazo con lector de código de barras que transporta los cartuchos.

📼

Unidades de cinta

Una o varias, a menudo intercambiables en caliente.

🗄️

Ranuras (slots) y cargadores

Almacenan los cartuchos; a menudo en cargadores extraíbles.

🚪

Puerto de E/S (mailslot)

Ranuras para meter y sacar cartuchos sin abrir la librería ni detenerla.

🖥️

Panel de operador

Pantalla para consultar el estado y operar en local.

🌐

Gestor de biblioteca

Interfaz web o software para administración remota, particiones lógicas y alertas.

Modos y estados operativos

Modo / estadoDescripción
Automatizado (en línea)El software de copia controla el robot; el operador solo vigila y repone soportes
Manual / fuera de líneaEl operador mueve cartuchos desde el panel; el software no puede usar la librería
MantenimientoPuerta abierta o diagnóstico en curso; el robot está detenido
ParticionadaLa librería física se divide en varias librerías lógicas para distintos servidores

Procedimientos del operador

  1. Desde el panel (básicos): consultar el estado, hacer el inventario (escaneo de códigos de barras), importar y exportar cartuchos por el mailslot, limpiar unidades y ver los registros.
  2. Desde el gestor de biblioteca (avanzados): configurar particiones, actualizar el firmware, programar limpiezas automáticas, configurar avisos por correo o SNMP y descargar registros para soporte.
  3. En modo manual: pasar la librería a fuera de línea antes de abrir puertas, mover los cartuchos con cuidado y volver a hacer el inventario al cerrar.
  4. Ante anomalías: robot atascado, cartucho que no se descarga o error de código de barras: anotar el código de error, no forzar nada, intentar el procedimiento de recuperación del manual y escalar al fabricante.
Seguridad y medio ambienteNo introducir las manos en la librería con el robot activo, respetar los enclavamientos de las puertas, usar el procedimiento de bloqueo durante el mantenimiento y gestionar los cartuchos fuera de uso como residuo electrónico (ver UD5).

Virtualización en cinta (VTL)

Una VTL (Virtual Tape Library) es un sistema basado en disco que se presenta ante el software de copia como si fuera una librería de cintas. Las copias se hacen muy rápido sobre disco (a menudo con deduplicación) y después, si se quiere, se pasan a cinta física para guardarlas fuera del edificio. El operador mantiene las mismas tareas lógicas (importar, exportar, inventariar), pero sin manipular cartuchos.