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Interfaces

Interfaces. As Interfaces são escolhidas baseadas na: Velocidade (capacidade em transferir os dados) Distancia (qual a distância que ela pode transferir os dados) Robustez (Posso interromper a transmissão e depois restaurar? Como posso adicionar novos dispositivos com o sistema “ligado”?)

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Presentation Transcript

  1. Interfaces • As Interfaces são escolhidas baseadas na: • Velocidade (capacidade em transferir os dados) • Distancia (qual a distância que ela pode transferir os dados) • Robustez (Posso interromper a transmissão e depois restaurar? Como posso adicionar novos dispositivos com o sistema “ligado”?) • Tamanho do endereçamento (Quantos dispositivos posso conectar?) • Custo (Quanto tudo isso me custa) • Dois tipos comuns de interfaces, são a serial e paralela • Serial baixo custo de implementação, geralmente suportam distancias elevadas • Mouse, modem, USB, rede local • Paralela alto custo, porem, com altas taxas de Transferência • Impressora, SCSI • O processamento avançado dos sinais analógicos estão incentivando cada vez mais performance tanto nas interfaces seriais como paralela

  2. Largura de Banda: A Rede Local vs. Conexão de Storage AnoRedeStorage Diferença1992 0.1 MB 10 MB 100-to-1 1994 1 MB 20 MB 20-to-1 1996 10 MB 40 MB 4-to-1 1998 100 MB* 100 MB 1-to-1 1999 200 MB** 160 MB .8 to 1 2003 1000MB*** 320 MB .33 to 1 *O Gigabit Ethernet pode utilizar técnicas como “trunking” para aumentar e agregar largura de banda **O Fibre channel proporciona hoje 200 MBS embora o 400 MBS seja eminente ***10-Gigabit Ethernet está atualmente em desenvolvimento

  3. NAS ou SAN? Clientes Rede em modo genérico LAN/WAN/FDDI Servidores Heterogêneos Storage Area Network (SAN) Controladoras Array Com Discos

  4. NAS ou SAN? Clientes Rede em modo genérico LAN/WAN/FDDI Servidor NT Thin Server otimizado apenas para acesso a arquivos, não precisa de: - Monitor - Teclado Servidor Unix De Grande Porte Servidor Unix Servidor NT • Servidor de Arquivos • Arquivos CIF • Arquivos NFS Network Attach Storage (NAS)

  5. NAS ou SAN?

  6. Portanto qual a diferença? (1) A Conecção • SAN utiliza Fibre Channel • NAS utiliza redes TCP/IP Networks: Ethernet, FDDI, ATM (possivelmente algum dia TCP/IP sobre Fibre Channel) (2) Os Protocolos • SAN utiliza SCSI encapsulado • NAS utiliza Protocolos de File Server: NFS, CIFS, HTTP A Diferença (2) É a mais Importante

  7. Item NAS SAN Comentário Preço de entrada da tecnologia Começa abaixo de $3,000 >$10,000 O menor NAS é um simples disco rígido conectado a uma porta Ethernet (DASD)t, O menor SAN necessita Fibre HBA, Cabeamento Fibre , SAN software, Discos em Fibre Infra Estrutura Utiliza a mesma estrutura de Rede Necessita de Infra Estrutura de Fibre channel O Investimento Necessário em Fibre channel HBA’s e Cabeamento Fibre Channel = $750 por nó vs. Ethernet $150 por nó. Software Não necessita, utilizar os protocolos nativos Necessita de um ‘SAN OS” instalado em cada cliente Adicione $$$ para o software de SAN Periféricos de Storage Usa periféricos padrão SCSI, entretanto a sua expansão é limitada se comparamos com a SAN Geralmente requer conecção direta Fibre para cada periférico Discos Fibre custam no mínimo 30% a mais dos o mesmo disco em SCSI, Fibre bridges (SCSI<>Fibre) continuam ao redor de $1,000 por nó Gerenciamento Geralmente utiliza SNMP e DNS (Serviços existentes na rede) para gerenciamento e suporte Requer da mesma forma um software de gerenciamento específico, treinamento especializado e arquitetura Fibre Channel Adicione $$$ pelo SAN software, Adicione $$ e tempo para treinamento pessoal. SAN é caro para o segmento Entry Level e Mid Range

  8. Detalhes sobre o Armazenamento em disco com RAID

  9. Conceitos de RAID • Um simples Disco Rígido físico ou multiplos discos em um gabite externo sem funcionabilidades RAID é geralmente chamado de • JBOD (Just A Bunch Of Disks) • SAS (Server Attached Storage) podendo estar dentro do servidor. • O projeto e pesquisa RAID foi desenvolvido pela Universidade de Berkley (CA-USA) nos anos 80. • Tema Original = Redundant Array ofIndependant Disks • Atualmente = Redundant Array ofInexpensive Disks • RAID combina um número independente de discos juntos proporcionando aumento do throughput/performance no acesso e confiabilidade dos dados • Níveis RAID diferentes proporcionam uma variedade de misturas de performance e tolerância a falhas

  10. Aplicações RAID • Aplicações com Alta Taxa de Transferência (Ambientes tipicamente RAID 0) • RAID striping é o ideal para aplicações com intensa transferência de dados • Aplicações que necessitam de uma grande quantidade de dados a ser processada em um intervalo de tempo pré-definido • Streaming Media • Video on demand, Digital Cable, Transmissões ao vivo • A taxa de dados fixa é critica, Transmissões múltiplas não devem degradar a qualidade “QoS” = Quality of Service • Stream contínuo de dados – sem espaço para o reenvio • Processamento de Imagem, manipulação e Renderização • Aplicações com alto índice de solicitações de informação (ambiente típico para o RAID 5) • RAID é utilizado para aplicações de alto uso de multitasking, alta taxa de retorno de informação • OLTP = On Line Transaction Processing (aplicações típicas) • Validação de cartão de crédito, Reservas, ECommerce, Gerenciamento de estoque on-line • Banco dados e aplicações Web based • Alto número de transações randômicas

  11. Um Overview da Tecnologia RAID • O que é RAID? • Dois ou mais discos rígidos independentes. • Aparece no servidor como um único Grande Disco Rígido . • Sistema Operacional totalmente independente. • Dispositivo com alta confiabilidade e redundância. • Aumento da Disponibilidade dos Dados • Rápido acesso aos dados (multiple drives). • Segurança oferecida pela redundância/paridade. • Gerenciamento Simplificado • Partição de um único Drive para gerenciamento/partição. • Componentes Hot-Swap • Tanto para um ou vários drives. • Fontes de Alimentação e Ventilação, também. • O que RAID não é • Suporte a aplicações de Disaster Recovery Físicos (Tape Drivers).

  12. RAID Level 0

  13. Níveis Raid RAID Level 0 - Striping • Uso de múltiplos Discos para a formação de um único Disco lógico. • Performance na implementação do RAID • Alta performance na Escrita e Leitura (Write and Read) performance relacionada com o aumento da quantidade de Discos. • Os Discos Rígidos são distribuídos utilizando-se uma tamanho definido de “stripe” durante a configuração • Deve ser otimizado em conjunto com o Sistema Operacional para uma performance otimizada • As pequenas solicitações que possuem o mesmo tamanho de “stripe” são transmitidas a um único Disco Rígido, as solicitações maiores são divididas e transmitidas a múltiplos Discos Rígidos em paralelo • A capacidade é a soma do número de discos no “array” • Não proporciona proteção contra falhas de hardware, somente performance.

  14. Resumo Nível: RAID 0 • RAID-0, “Striping”, todos os Discos estão disponíveis para dados, Inseguro. • Utilizado para armazenamento temporário • Qualquer Disco que falhar causa a perda dos dados 10 = Total de Discos 10 = Capacidade Usável 0 = Redundância de Discos 10 = Performance Leitura 10 = Performance Escrita Dados Todos os Dados Foram Perdidos

  15. RAID Level 1

  16. Níveis Raid RAID Level 1 - Espelhamento • O RAID 1 proporciona alto nível de tolerância a falhas • Cada solicitação de I/O é espelhada em um segundo Disco Rígido • O RAID 1 trabalha com múltiplos de dois Discos Rígidos- o set primário e o set espelhado – dobrando também o custo por GB da solução • Proporciona o mesmo throughput durante a escrita • Oferece mais performance durante a leitura (read) – A controladora RAID executa o mesmo comando de leitura em cada Disco – assim que um dos discos disponibiliza os dados, ele é automaticamente transferido para o servidor e o próximo comando de leitura pode ser processado. • Oferece proteção contra falhas nos discos com taxa de 1 para 1 • Assim que um disco falha, automaticamente o espelho assume, porém caso ocorra a falha no espelho não existe mais segurança • Pode proteger contra desastre naturais/físicos porém o espelho deve estar instalado remotamente (em outro local físico) acarretando em um custo adicional $$. • Não protege contra vírus digital ou acidentes/delete intencional, já que 100% do disco está sincronizado com o outro • Implementação de Alto Custo • Controladora RAID + • Custo por GB de chega a ser o dobro se compararmos com uma unidade simples.

  17. Resumo Nível: RAID 1 • RAID-1, “Mirroring” rápido, 50% dos Discos estão disponíveis para dados, extremamente seguro. • Utilizados para informações importantes • Qualquer Disco espelhado pode falhar, e os dados permanecem salvos 2 = Total de Discos 1 = Capacidade Usável 1 = Redundância de Discos 2 = Performance Leitura 1 = Performance Escrita Data Copy Os dados permanecem Salvos ------------------------ Todos os Dados Foram Perdidos

  18. RAID Level 3

  19. Paridade e ECC (5+10+?+2+7 = 27) • Utiliza metodologia de reconstrução dos dados perdidos, adicionando-se informações adicionais, comumente chamada de “overhead” • Utiliza cálculos Matemáticos Polinomiais e operações inversas • È utilizada uma equação de 5th Grau para encontrar a soma e o resultado. • O método de detecção de erros com paridade em computadores funciona apenas para a detecção do erro. Bit Error Método de Paridade no barramento SCSI Parity Sum Error

  20. Níveis RaidRAID Level 3 – Acesso Sincronizado com disco dedicado de paridade • O Uso de mais Discos possibilita um aumento do throughput • Um único de Disco de paridade pode ser um problema de gargalo na performance • Proteção contra falha de Disco com razão de 1 para vários • A Performance é degradada durante o acesso, e especificamente durante a reconstrução em caso de falha (rebuild) de um disco rígido (demorando horas) • Não oferece proteção contra desastre físicos • Não protege contra vírus digital ou acidentes/delete intencional, já que os dados são protegidos por um esquema de paridade ECC (com esquema e atualização em tempo real) • Implementação de Alto Custo • Custo da Controladora RAID + • Discos Rígidos com sincronização de spindle • 1 Disco Rígido adicional para Paridade • Implementado como um sistema RAID (gabinete stand alone)

  21. RAID Level 5

  22. Níveis RaidRAID Level 5 – Acesso Independente com paridade distribuída • O uso de mais discos possibilita o aumento da performance RAID 5, é geralmente utilizado em ambientes OLTP • Proteção contra falha de Disco com razão de 1 para vários • Qualquer disco rígido (1) pode falhar e mesmo assim o sistema permanece intacto • Não oferece proteção contra desastre físicos • Não protege contra vírus digital ou acidentes/delete intencional, já que os dados são protegidos por um esquema de paridade ECC (com esquema e atualização em tempo real) • Implementação de Alto Custo • Capacidade com perda pela Paridade, o crescimento dos dados aumenta o custo por GB • Custo da Controladora RAID + • Implementado como um sistema RAID (gabinete stand alone)

  23. Resumo Nível: RAID 5 • RAID-5, rápido, todos menos um disco está disponível para dados, Segurança. • Utilizado com Armazenamento Primário • Caso um Disco falhe ”OK”, O segundo Disco ocasiona a perda total dos dados! 10 = Total de Discos 8 = Capacidade Usável 1 = Redundância de Disco 8 = Performance Leitura 8 = Performance Escrita Data Paridade Hot Spare Os dados permanecem Salvos ------------------------ Todos os Dados Foram Perdidos

  24. RAID Level 0+1

  25. RAID 1 ARRAY RAID 1 ARRAY RAID 1 ARRAY Combinação de níveis RAID • RAID 00, 10, 30, 50 • Múltiplos níveis RAID 0, 1, 3, ou 5 Arrays podem ser “striped” entre eles para a criação dos níveis RAID 00, 10, 30 ou 50 • Proporciona mais capacidade • Freqüentemente chamado de composição RAID • Proporciona um melhor “load balancing”. Interface da Aplicação RAID 0 Stripping

  26. Resumo Nível: RAID 0+1 • O RAID-10, é extremamente rápido, metade dos Discos estão disponíveis para Disco/ dobro do Preço, Seguro. • Usado para dados primários e críticos • Caso um Disco falhe ”OK”, O segundo ocasiona a perda dos dados! Os dados permanecem Salvos ------------------------ Todos os Dados Foram Perdidos 20 = Total de Discos 10 = Capacidade Usável *2 = Redundância de Discos 20 = Performance Leitura 10 = Performance Escrita Data Grupo #1 Dados Críticos Grupo #2 Espelho (Cópia)

  27. Resumo Nível: RAID 5+1 RAID 5+1 oferece 4 discos de capacidade porém com necessidade total de 10 discos: Dados Paridade Grupo #1 Dados Críticos Grupo #2 Espelho (Cópia) Striping Paridade Os dados permanecem Salvos ------------------------ Todos os Dados Foram Perdidos

  28. Introduzindo o RAIDn • A INOSTOR detê a patente de um inovador algorítimo RAID, que incorpora um novo conceito em nível RAID, este novo algorítimo é chamado de RAIDn • RAIDn pode ser implementado tanto em software como em hardware • Inicialmente o RAIDn está desenvolvido como um pacote de software • Comparando-se com as tecnologias RAID tradicionais, RAIDn oferece maior confiabilidade e melhor utilização do disco ao mesmo custo • A INOSTOR utilizará a tecnologia RAIDn em seus próprios sistemas de storage, entretanto ela também estará disponível via licenciamento para outras empresas que tiverem interesse.

  29. Porque RAIDn • Nova tecnologia que proporciona proteção superior a ambientes de missão crítica quando comparados com os produtos RAID atuais. • Segurança contra falhas de múltiplos Discos, ideal para aplicações de missão crítica. • Melhor confiabilidade, baixo custo, alta performance. • Exemplo: Mesma Capacidade, Maior Performance e Confiabilidade a um custo 30% menor. • Oferece uma total substituição para o RAID Linux • Facilmente transportável pra outros sistemas operacionais. • Bundled com o IceNas software para licenciamento.

  30. Características RAIDn • Desenvolvimento exclusivo do Software. • Inostor já está trabalhando no RAIDn a 3 anos e com pré-desenvolvimento de 8 anos. • O Time da Inostor é formado de engenheiros com uma sólidade expertise no desenvolvimento de RAID & Network Storage.

  31. Dados Paridade Striping Exemplo - RAIDn RAIDn proporciona 7 Discos de Capacidade e 03 Discos de Redundância 3, utilizando os mesmos 10 discos do padrão Raid 5+1 Os dados permanecem Salvos ------------------------ Todos os Dados Foram Perdidos Comparado com o Exemplo do nível Raid 5+1, Raidn proporciona 75% a mais de capacidade além de permitir que 03 Discos Falhem simultaneamente

  32. JBOD (Just a Bunch Of Disks) • Descrição JBOD • JBOD é simplesmente um grupo de discos. O Disk arrays pode ser configurado para ser visto pelo servidor como um grupo de discos independentes. Na maior parte das vezes não oferece um uso eficiente para aplicações de Array . • Uma vantagem utilizando JBOD é a possibilidade de se criar um um disco virtual em vários • Falha durante a Operação • Caso um disco falhe, terá o mesmo efeito que se um disco individual falha-se em uma configuração SCSI padrão. Os dados são perdidos e o disco torna-se indisponível.

  33. Continuação JBOD • Características de Performance • Tomando em consideração que a maioria das controladoras RAID utilizam memória cache, podemos considerar um pequeno incremento de performance pelo uso deste artifício. • Considerações de Custo • Principalmente pelo benefícios serem limitados, o uso de um sistema RAID JBOB não é considerada um boa solução do ponto de vista de “custo benefício”. • Níveis RAID 2 & 4 • Sim, eles existem. Embora, estes dois níveis RAID oferecem poucos benefícios em relação aos níveis 3 & 5 com muito mais overhead eles não são comercialmente viáveis.

  34. Resumo dos Níveis RAID

  35. Custos Envolvidos na implementação de Sistemas RAID • O RAID 1 com espelhamento de um para um, com um sistema RAID com chassi externo • Para RAID 1 (Espelhamento) • RAID I/O Flyer com três discos rígidos 30.7 GB • Necessita da controladora SCSI no servidor • Total = $3,220.00* • O RAID 1 com espelhamento de um para um, utilizando controladora RAID Mylex AcceleRAID (Sistema Interno ao Servidor) • Controladora: $399.00 • 2 Discos de 40 GB: $400.00 cada ($ 800.00) • Cabos = $ 20.00 • Total = $ 1,219.00* • RAID 1 Solução externa Megahaus • Chassi externo RAID com 2 Discos de 36 GB = $1,199.00 • Controladora ATTOPCI RAID = $395.00 • Cabos 2 X $20.00 = $40.00 • Total = $1,634.00* * Preços EUA

  36. Triangulo de Custo, Performance, Disponibilidade

  37. Os sistemas RAID foram desenvolvidos para alta disponibilidade e não para backup • Protege contra falhas de Hardware, não protegendo contra falhas de Software • Não possui mídia removível • Não oferece estabilidade na recuperação de dados (Ex.: Uma vez que os dados foram deletados ou contaminados por vírus digital os dados estarão corrompidos e não há como reverter sem backup) • O esquema Snapshot (utilizando espelhamento RAID 1 com sincronismo) é a única forma baseada em disco que oferece o mesmo nível de segurança de uma Backup em fita (porém sem segurança física) além do mais deve ser investido a mesma capacidade em disco duas vezes • Escalabilidade em capacidade significa que, para cada MB de storage adicionado uma capacidade adicional de 2 MB deve ser adquirida. • As técnicas de Snapshot utilizam filtros para salvar somente os dados críticos, somente o backup em fita permite 100% de todos os dados, além de permitir agendamento automático, update/sincronismo – significando proteção TOTAL.

  38. para MAIS INFORMAÇÕES visite nos na web : www.inostor.com.br ou email: suporte@inostor.com.br Tandberg Data São Paulo, SP

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