RAID Teoria Silberschatz, Abraham. Sistemas operacionais com java.
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Sistemas Operacionais
RAID
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Custo de Armazenamento
• O preço dos discos continuam sendo reduzidos e a capacidade aumentada.
• Economicamente o sistema secundário de armazenamento permite sua expansão.
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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.
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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.
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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.
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Melhoria de Confiabilidade via Redundância
• Uma técnica simples é duplicar cada disco criando um espelhamento (mirroring).
• Embora seja uma técnica cara é extremamente simples.
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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.
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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.
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Espalhamento de Dados
• Consiste em distribuir os bits de cada byte por vários discos; esse espalhamento é denominado espalhamento em nível de bit.
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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.
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Objetivos do espalhamento
• Aumentar o throughput de múltiplos acessos pequenos pelo balanceamento de carga;
• Reduzir o tempo de resposta de acesso grandes.
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Níveis RAID
• Esquemas são formados quando combina-se espelhamento/paridade com nivel de bits/blocos.
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RAID nível 0
• Espalhamento no nível de bloco mas sem redundância.
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RAID nível 1
• Refere-se ao espalhamento de disco.
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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.
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RAID nível 3
• Organização com paridade intercalada por bits, se ocorrer erro é realizado um cálculo entre as unidades.
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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.
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RAID nível 5
• Paridade distribuída intercalada por blocos, difere do nível 4 por espalhar os dados e a paridade entre todos os discos.
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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.
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RAID nível 0 + 1
Uma combinação de níveis RAID 0 e 1. O RAID 0 provê desempenho, enquanto RAID 1 provê confiabilidade.
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RAID nível 1 + 0
• Discos são espalhados em pares, e depois os pares de espelho resultantes são espalhados.
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Selecionando o nível de RAID
• Dadas as muitas escolhas que eles têm, como os projetistas de sistemas escolhem um nível RAID?
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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;
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Selecionando o nível de RAID
• Quantos discos devem estar em um set RAID?
• Quantos bis devem ser protegidos em cada bit de paridade?
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Extensões
• O conceito de RAID têm sido generalizados para outros dispositivos de armazenamento.
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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.
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Referência
• Silberschatz, Abraham. Sistemas operacionais com java.