PUCC 1 Agenda Memória Secundária RAID. PUCC 2 RAID Agrupamento Redundante de Discos Independentes...
Transcript of PUCC 1 Agenda Memória Secundária RAID. PUCC 2 RAID Agrupamento Redundante de Discos Independentes...
1PUCC
Agenda
•Memória Secundária
•RAID
2PUCC
RAID
• Agrupamento Redundante de Discos Independentes
• Redundant Array of Independent Disks
• Redundant Array of Inexpensive Disks
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RAID
• Um dispositivo pode ser melhorado até certo ponto.
• Ganhos adicionais podem ser obtidos colocando-se vários componentes em paralelo.
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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.
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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.
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RAID - Nível 0
• Não inclui redundância.
• Alto desempenho.
• Alta capacidade de Armazenamento
• Aplicação em supercomputadores
• Dados não críticos.
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Tira 0
Tira 2
Tira 4
Tira 6
Tira 1
Tira 3
Tira 5
Tira 7
Tira 0
Tira 1
Tira 2
Tira 3
Tira 4
Tira 5
Tira 6
Tira 7
Software do Gerenciamento
do Agrupamento
RAID 0
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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
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Tira 0
Tira 2
Tira 4
Tira 6
Tira 1
Tira 3
Tira 5
Tira 7
RAID 1 - Espelhado
Tira 0
Tira 2
Tira 4
Tira 6
Tira 1
Tira 3
Tira 5
Tira 7
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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
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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.
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RAID 2 - Redundância Código de Hamming
b0 b1 b2 b3 f0(b) f1(b) f2(b)
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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.
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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.
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RAID 3 - Bit de paridade intercalado
b0 b1 b2 b3 P(b)
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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)
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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
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RAID 4 - paridade de bloco
P(8-11)
bloco0
bloco4
bloco12
bloco8
bloco3
bloco7
bloco15
bloco11
bloco2
bloco6
bloco14
bloco10
bloco1
bloco5
bloco13
bloco9
P(0-3)
P(4-7)
P(12-15)
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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)
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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.
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RAID 5 - paridade de bloco distribuída
bloco5
bloco11
bloco8
bloco2
bloco10
bloco7
bloco1
bloco4
bloco9
bloco0
bloco3
bloco6
P(0-2)
P(3-5)
P(6-8)
P(9-11)
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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.
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RAID 6 - paridade dupla
P(8-11)
bloco0
bloco4
bloco12
bloco8
bloco3
bloco7
bloco15
bloco11
bloco2
bloco6
bloco14
bloco10
bloco1
bloco5
bloco13
bloco9
P(0-3)
P(4-7)
P(12-15)
Q(8-11)
Q(0-3)
Q(4-7)
Q(12-15)