Sistemas Operacionais

RAID

Custo de Armazenamento

• O preço dos discos continuam sendo reduzidos e a capacidade aumentada.

• Economicamente o sistema secundário de armazenamento permite sua expansão.

Oportunidade

• Ter uma grande quantidade de discos gera a oportunidade de melhorar a taxa em que os dados podem ser lidos ou escritos, se os discos forem operados em paralelos.

RAID

• Redundant Arrays of Inexpensive Disks: – Permite escrever ou ler em paralelo;

– Permite gerar um ambiente seguro;

• Um RAID pode ser uma unidade isolada, com seu próprio controlador, cache e discos.

Melhoria da Confiabilidade

• A chance de algum disco dentre um conjunto de N discos falhar é muito maior do que a chance de um disco específico falhar.

• Se o tempo médio para a falha (mttf) de um disco seja 100.000 horas, então em um array de 100 discos será 100.000/100 = 1000 horas. Ou seja 41 dias.

Melhoria de Confiabilidade via Redundância

• Uma técnica simples é duplicar cada disco criando um espelhamento (mirroring).

• Embora seja uma técnica cara é extremamente simples.

Melhoria de Confiabilidade via Redundância

• Se o custo de armazenamento é baixo pode-se armazenar um código para cada palavra a fim de ser possível recuperar erros.

Melhoria do Tempo via Paralelismo

• Com o espelhamento de disco, a taxa pela qual as requisições de disco podem ser tratadas podem ser dobradas, a leitura pode ser feita a partir de qualquer disco.

Espalhamento de Dados

• Consiste em distribuir os bits de cada byte por vários discos; esse espalhamento é denominado espalhamento em nível de bit.

Espalhamento de Bloco

• O espalhamento de bits pode ser generalizado e utilizado em blocos, desta forma um bloco de bits podem ser armazenados como uma única unidade.

Objetivos do espalhamento

• Aumentar o throughput de múltiplos acessos pequenos pelo balanceamento de carga;

• Reduzir o tempo de resposta de acesso grandes.

Níveis RAID

• Esquemas são formados quando combina-se espelhamento/paridade com nivel de bits/blocos.

RAID nível 0

• Espalhamento no nível de bloco mas sem redundância.

RAID nível 1

• Refere-se ao espalhamento de disco.

RAID nível 2

• Utiliza um bit de paridade para futura correção de erro, pode-se utilizar um bit de paridade para um byte de dados.

RAID nível 3

• Organização com paridade intercalada por bits, se ocorrer erro é realizado um cálculo entre as unidades.

RAID nível 4

• organização com paridade intercalada por blocos, utiliza o espalhamento no nível de bloco, como no RAID 0, e também mantém um bloco de paridade em um disco separado.

RAID nível 5

• Paridade distribuída intercalada por blocos, difere do nível 4 por espalhar os dados e a paridade entre todos os discos.

RAID nível 6

• Também chamado esquema de redundância P + Q, é muito semelhante ao RAID nível 5, mas armazena informações redundantes extras para proteger contra múltiplas falhas no disco.

RAID nível 0 + 1

Uma combinação de níveis RAID 0 e 1. O RAID 0 provê desempenho, enquanto RAID 1 provê confiabilidade.

RAID nível 1 + 0

• Discos são espalhados em pares, e depois os pares de espelho resultantes são espalhados.

Selecionando o nível de RAID

• Dadas as muitas escolhas que eles têm, como os projetistas de sistemas escolhem um nível RAID?

Selecionando o nível de RAID

• O RAID nível 0 é usado nas aplicações de alto desempenho onde a perda de dados não é crítica.

• RAID nível 1 é popular para aplicações que exigem alta contabilidade com recuperação rápida;

• RAID nível 5 normalmente é recomendado para armazenar grande volume de dados;

Selecionando o nível de RAID

• Quantos discos devem estar em um set RAID?

• Quantos bis devem ser protegidos em cada bit de paridade?

Extensões

• O conceito de RAID têm sido generalizados para outros dispositivos de armazenamento.

Problemas e Considerações

• Podem haver erros de ponteiros ocasionando arquivos corrompidos.

• O RAID protege contra erros físicos da mídia, mas não outros erros de hardware ou software.

• Maior investimento para menor armazenamento.

Referência

• Silberschatz, Abraham. Sistemas operacionais com java.