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Infraestrutura Prof. Kleber Carrhá www.carrha.com.br
Aula 02 Computação em nuvem
ARQUITETURA DOS DISCOS EM
SERVIDORES
HD
SISTEMA RAID
DISCO RÍGIDO
WINCHESTER
• Como funciona?
– RAID 0 – RAID 1 – RAID 5 – RAID 10
Sistema de Segurança em Disco - RAID
RAID 0 (striping)
• RAID 0 utiliza os recursos de leitura/gravação duas ou mais unidades de disco trabalhando em conjunto para maximizar o desempenho de armazenamento. Os dados de um volume RAID 0 são organizados em blocos, os quais são distribuídos entre os discos para que as leituras e gravações possam ser feitas em paralelo. Os recursos particionamento", "Esta técnica é o mais rápido de todos os níveis de RAID, especialmente para leitura e gravação arquivos grandes. A tarefas da vida real onde o RAID 0 pode ser de benefício incluem software carregamento de arquivos grandes em edição de imagens, salvamento de arquivos grandes de vídeo em vídeo softwares de edição ou criação de um CD ou DVD com imagens de CD/DVD como o pacote autoria.
RAID 0 (striping)
• As unidades de disco rígido em um volume
RAID 0 são combinadas para de formar um
volume que é apresentado como uma unidade
virtual único para o sistema operacional. Por
exemplo, quatro unidades de disco rígido 120
GB em uma matriz RAID 0 aparecerá como
uma unidade única de 480 GB ao sistema
operacional.
RAID 0 (striping)
RAID 0
RAID 0 (striping)
• Nenhuma informação de redundância é
armazenada em um volume RAID 0. Isso
significa que, se uma unidade de disco falhar,
todos os dados em ambas as unidades serão
perdidos. Essa falta de redundância está
também presente no RAID nível 0, o que
indica nenhuma redundância. RAID 0 não é
recomendado para uso em servidores ou em
outros ambientes onde a redundância de
dados é o objetivo principal.
RAID 1 (espelhamento)
• Uma matriz RAID 1 contém dois discos rígidos cujos dados são espelhados em tempo real. Porque todos os dados são duplicados, o sistema operacional trata o espaço utilizável de uma matriz RAID 1, o tamanho máximo de um único disco rígido na matriz. Por exemplo, duas unidades de disco rígido 120 GB em uma matriz RAID 1 aparecerá como uma unidade única de 120 GB ao sistema operacional.
RAID 1 (espelhamento)
RAID 1
RAID 1 (espelhamento)
• O benefício básico do espelhamento de RAID 1 é que ele fornece confiabilidade de dados no caso de falha de um dos discos. Quando um disco rígido falha, todos os dados estarão imediatamente disponíveis no outro disco sem nenhum impacto à integridade desses dados. No caso de falha de um dos discos, o sistema permanece plenamente operacional, garantindo produtividade máxima.
• O desempenho de uma matriz RAID 1 é maior que o de um disco único pois os dados podem ser lidos em múltiplos discos, o original e o espelho - simultaneamente. A gravação no disco não produz o mesmo benefício, pois os dados precisam primeiro ser gravados em uma unidade e, em seguida, espelhados na outra.
RAID 2
O RAID 2 tem a capacidade de adaptar o mecanismo de detecção de falhas em discos para funcionar em memória.
Dessa forma todos os discos da matriz são monitorados pelo sistema.
O RAID 2 não é muito utilizado, pois os HDs já estão saindo de fabricacom mecanismos que detectam falhas.
RAID 3
Neste sistema os dados são divididos no disco da matriz, exceto um, que armazena informações de paridade. Caso haja algum tipo de recuperação será possível a
integridade dos dados.
O RAID 3 oferece taxas de transferências consideráveis e grande confiabilidadedas informações.
RAID 4
Este RAID divide os arquivos entre os discos. Um dos HDs é exclusivo para a paridade.
Caso haja alguma falha, os discos são reconstruídos através da paridade existente dos outros discos.
O RAID 4 é indicado para arquivos de grande tamanho pois assim é possível garantir a total integridade dos dados.
RAID 5 (striping com paridade)
• Uma matriz RAID 5 é de três ou mais discos rígidos com dados divididos em blocos gerenciáveis, chamados strips. RAID 5 são os principais benefícios da capacidade de armazenamento e proteção de dados.
• Paridade é um método matemático para a recriação de dados perdidos de um disco único, o que aumenta a tolerância a falhas. Os dados e a paridade têm stripping em todos os discos rígidos na matriz. A paridade tem stripping em uma seqüência de rotação para reduzir os gargalos associados aos cálculos de paridade.
RAID 5 (striping com paridade)
• A capacidade de uma matriz RAID 5 é o tamanho
da menor unidade multiplicada por um menos o
número de unidades na matriz. O equivalente de
uma unidade de disco rígido é usado para
armazenar as informações de paridade,
permitindo tolerância a falhas com menos do que
os 50% de redução de capacidade de RAID 1. Por
exemplo, quatro unidades de disco de 120 GB em
uma matriz RAID 5 como um 360GB unidade de
disco rígido para o sistema operacional.
RAID 5 (striping com paridade)
RAID 5 (striping com paridade)
• Por ser usada paridade para proteção de
dados, até 75% do total da capacidade da
unidade é utilizável. Um disco pode falhar,
sendo possível reconstruir os dados após a
substituição da unidade de disco rígido com
falha por uma nova unidade. O trabalho extra
de calcular os dados faltantes degrada o
desempenho de gravação no volume do RAID
5 durante a reconstrução.
RAID 5 (striping com paridade)
• O desempenho de uma matriz RAID 5 é maior que o de um disco único pois os dados podem ser lidos em múltiplos discos
simultaneamente. As gravações de disco não
obtêm o mesmo benefício porque a paridade
precisa ser calculada e gravada em todos os
discos.
RAID 5 (striping com paridade)
• Para melhorar o desempenho de gravação de
RAID 5, 5 Intel® RST usa um cache write-back e
coalescedor no volume do RAID. O cache de
gravação de retorno do volume permite o buffer
das gravações e melhora o coalescimento. O
cache é desativado como padrão, mas pode ser
habilitado pelo usuário através da interface de
usuário. Uma fonte de alimentação ininterrupta
(UPS) é recomendado para uso se o cache for
habilitado.
RAID 5 (striping com paridade)
• O coalescedor permite a combinação de
solicitações de gravação em solicitações
grandes para reduzir o número de E/S por
gravação para o cálculo de paridade. O
coalescedor é habilitado como padrão e o
usuário não tem a opção de desativá-lo.
O RAID 5 é evolução dos RAIDs anteriores, esse sistema utilizado um HD completo para fazer a paridade dos outros discos, isso significa a informação redundante.
Com um complexo sistema de numeração existe um mecanismo que consegue juntar performance com segurança.
Com complexas fórmulas matemáticas, foram criados complexos algoritmos que comprimem os dados, gerando assim, a paridade.
Nos RAIDs anteriores, a paridade era armazenada em um único disco, neste RAID a paridade é armazenada de alguma forma em todos os discos de maneira igual.
Se algum dos discos contidos apresentar problemas, os dados podem ser recuperados traves de um processo chamado rebuild.
RAID 6
Este RAID é parecido com o RAID 5, o que
difere é a quantidade de bits de paridade, que é o dobro. Esta pequena diferença faz com que haja integridade dos dados mesmo que haja problemas em dois discos.
RAID 10
• Uma matriz RAID 10 usa quatro discos rígidos para criar uma combinação de níveis de RAID 0 e 1 formando uma matriz RAID 0 de duas RAID 1 redundantes.
• Como todos os dados na matriz RAID 0 são
duplicados, a capacidade de uma matriz de RAID
10 é do tamanho da matriz RAID 0. Por exemplo,
quatro unidades de disco de 120 GB em uma
matriz RAID 10 parecerão uma unidade única de
240 GB ao sistema operacional.
RAID 10
O RAID 10 possui as características dos RAID 0 ao 1. Este nível pode ser usado em sistemas com 4 discos ou mais, porém com a obrigação de ser um número par de HDs.
No RAID 10, metade dos discos armazenam dados e a outra metade a cópia. Devido ao tipo de armazenamento, sua confiabilidade é muito grande.
RAID 10
• O benefício principal da RAID 10 é que ela
combina os benefícios de RAID 0 RAID 1
desempenho e tolerância a falhas. Ela oferece
confiança de dados no caso de falha em uma
unidade. Quando um disco rígido falha, todos os
dados estarão imediatamente disponíveis no
outro disco sem nenhum impacto à integridade
desses dados. No caso de falha de um dos discos,
o sistema permanece plenamente operacional,
garantindo produtividade máxima. A tolerância a
falha de dados pode ser restaurada substituindo-
se a unidade com problema.
RAID 10
• O desempenho de uma matriz RAID 10 é
maior que o de um disco único pois os dados
podem ser lidos em múltiplos discos
simultaneamente. Comparada a uma RAID 0
dois discos, desempenho de leitura do RAID
10 é maior porque os dados podem ser lidos
da metade do espelho mas desempenho de
gravação é ligeiramente menor porque os
dados são apagados completamente na
matriz.
RESUMO DO RAID
RAID 0 RAID 1 RAID 5 RAID 10
Nº mínimo de unidades 2 2 3 4
As vantagens Taxas mais altas de
transferência 100% de redundância de dados. Um disco pode falhar, mas os dados continuarão
acessíveis. É recomendada uma nova montagem em um novo
disco para manter a redundância dos dados.
Porcentagem mais alta de capacidade utilizável
e alto desempenho, leitura e tolerância a
falhas.
Combina o desempenho de leitura da RAID 0
com a tolerância a falhas da RAID 1.
Tolerância a falhas Nenhuma - se um disco falhar todos os dados
serão perdidos
Excelente - o espelhamento de disco
significa que todos os dados em um disco são
duplicados no outro.
Excelente - as informações de paridade permitem a reconstrução dos dados
após a substituição de uma unidade de disco
falha por uma nova.
Excelente - o espelhamento de disco
significa que todos os dados em um disco são
duplicados no outro.
Aplicativo Usado em desktops e workstations para o desempenho máximo de dados temporários e
taxa alta de E/S
Usada em sistemas menores em que a capacidade de um disco
é suficiente e para os aplicativos que exigem
muito alta disponibilidade.
Armazenamento de grandes quantidades de
dados críticos.
Aplicativos de alto desempenho que requerem proteção de
dados, como, por exemplo, edição de
vídeo.
Sistema RAID montado
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