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Agenda. Memória Secundária RAID. RAID. Agrupamento Redundante de Discos Independentes Redundant Array of Independent Disks Redundant Array of Inexpensive Disks. RAID. Um dispositivo pode ser melhorado até certo ponto.
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Agenda • Memória Secundária • RAID
RAID • Agrupamento Redundante de Discos Independentes • Redundant Array of Independent Disks • Redundant Array of Inexpensive Disks
RAID • Um dispositivo pode ser melhorado até certo ponto. • Ganhos adicionais podem ser obtidos colocando-se vários componentes em paralelo.
RAID • Com diversos discos, diferentes requisições de E/S podem ser processadas em paralelo. Mais, uma única requisição de E/S poderá ser executada em paralelo, se o bloco de dados a ser acessado for distribuído em vários discos.
Padrão RAID • O RAID consiste em um agrupamento de unidades de discos físicos, visto pelo SO como uma única unidade de disco lógico. • Os dados são distribuídos pelas unidades de discos físicos do agrupamento. • A capacidade de armazenamento redundante é utilizada para armazenar informação de paridade, garantindo a recuperação dos dados em caso de falha de algum disco.
RAID - Nível 0 • Não inclui redundância. • Alto desempenho. • Alta capacidade de Armazenamento • Aplicação em supercomputadores • Dados não críticos.
RAID 0 Tira 0 Tira 1 Tira 0 Tira 1 Tira 3 Tira 2 Tira 2 Tira 5 Tira 4 Tira 3 Tira 7 Tira 6 Tira 4 Tira 5 Software do Gerenciamento do Agrupamento Tira 6 Tira 7
RAID - Nível 1 • Aparece a questão da Redundância • Redundância é obtida pela simples duplicação dos dados. • É chamada de Espelhamento • Cada tira lógica é mapeada em dois discos físicos diferentes
RAID 1 - Espelhado Tira 1 Tira 0 Tira 1 Tira 0 Tira 3 Tira 3 Tira 2 Tira 2 Tira 5 Tira 5 Tira 4 Tira 4 Tira 7 Tira 7 Tira 6 Tira 6
RAID 1 • Requisição de leitura pode ser servida por qualquer dos dois discos. • Requisição de escrita requer a atualização de duas tiras correspondentes. Pode ser feita em paralelo. (Não se calcula bits de paridade) • Recuperação de Falha muito simples e em tempo real. • Problema: CUSTO - é utilizada em aplicações altamente críticas
RAID 2 • Técnica de acesso paralelo. Eixos das unidades de disco são sincronizadas de forma que, em qualquer instante os cabeçotes de todos os discos estão na mesma posição. • Tiras muito pequenas do tamanho de um byte ou uma palavra. • Bits de paridade calculados via Código de Hamming.
RAID 2 - Redundância Código de Hamming f0(b) f1(b) f2(b) b0 b1 b2 b3
RAID 2 • Muito caro sem as vantagens do nível 1. • Capaz de corrigir um único bit e detectar erro de dois bits. • Bom para ambientes de muitos erros. • Como os discos são confiáveis, não é implementado.
RAID 3 • Requer apenas um disco redundante independente do tamanho do agrupamento de discos. • Emprega o acesso paralelo. • Apenas um bit de paridade é utilizado para cada conjunto de bits localizados na mesma posição em todos os discos de dados. • Dados distribuídos em pequenas tiras.
RAID 3 - Bit de paridade intercalado P(b) b0 b1 b2 b3
Redundância • No caso de uma falha, o disco de paridade é acessado e os dados são reconstruídos a partir dos dados dos discos restantes. • No nosso exemplo: X4(i)= X3(i)^X2(i)^X1(i)^X0(i) Falha no disco 1: X1(i)= X4(i)^X3(i)^X2(i)^X0(i)
RAID 4 • Técnica de acesso independente. Requisições de E/S distintas podem ser feitas em paralelo. • Mais adequado para aplicações que requerem altas taxas de de requisições de E/S. • Uma tira de paridade é calculada bit a bit sobre as tiras correspondentes em cada disco e os bits de paridade armazenados na tira correspondente do disco de paridade
RAID 4 - paridade de bloco bloco2 bloco0 bloco1 bloco3 P(0-3) bloco6 bloco4 bloco5 bloco7 P(4-7) bloco10 bloco8 bloco9 bloco11 P(8-11) bloco14 bloco12 bloco13 bloco15 P(12-15)
RAID 4 • Penalidade na escrita X4(i)= X3(i)^X2(i)^X1(i)^X0(i) Atualização em apenas uma tira do disco X1: X4’(i)= X3(i)^X2(i)^X1’(i)^X0(i) X4’(i)= X3(i)^X2(i)^X1’(i)^X0(i) ^X1(i)^X1(i) X4’(i)= X4(i)^X1(i)^X1’(i)
RAID 5 • Técnica de acesso independente. Requisições de E/S distintas podem ser feitas em paralelo. • Mais adequado para aplicações que requerem altas taxas de de requisições de E/S. • Distribui as tiras de paridade por todos os discos. Evita a formação de gargalo como o existente no RAID 4.
RAID 5 - paridade de bloco distribuída bloco1 bloco0 bloco2 P(0-2) bloco4 bloco3 P(3-5) bloco5 P(6-8) bloco6 bloco8 bloco7 bloco11 bloco9 bloco10 P(9-11)
RAID 6 • Dois cálculos de paridade diferentes são armazenados em blocos separados em discos distintos. • É constituído de N+2 discos. • Resiste a falha dupla. • Tem overhead de escrita pois cada escrita afeta dois blocos de paridade.
RAID 6 - paridade dupla bloco2 bloco0 bloco1 bloco3 P(0-3) Q(0-3) bloco6 bloco4 bloco5 Q(4-7) bloco7 P(4-7) bloco10 bloco8 bloco9 bloco11 P(8-11) Q(8-11) bloco12 bloco14 P(12-15) Q(12-15) bloco13 bloco15