PUCC 1 Agenda Memória Secundária RAID. PUCC 2 RAID Agrupamento Redundante de Discos Independentes Redundant Array of Independent Disks Redundant Array.

1PUCC

Agenda

•Memória Secundária

•RAID

2PUCC

RAID

• Agrupamento Redundante de Discos Independentes

• Redundant Array of Independent Disks

• Redundant Array of Inexpensive Disks

3PUCC

RAID

• Um dispositivo pode ser melhorado até certo ponto.

• Ganhos adicionais podem ser obtidos colocando-se vários componentes em paralelo.

4PUCC

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.

5PUCC

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.

6PUCC

RAID - Nível 0

• Não inclui redundância.

• Alto desempenho.

• Alta capacidade de Armazenamento

• Aplicação em supercomputadores

• Dados não críticos.

7PUCC

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

8PUCC

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

9PUCC

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

10PUCC

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

11PUCC

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.

12PUCC

RAID 2 - Redundância Código de Hamming

b0 b1 b2 b3 f0(b) f1(b) f2(b)

13PUCC

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.

14PUCC

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.

15PUCC

RAID 3 - Bit de paridade intercalado

b0 b1 b2 b3 P(b)

16PUCC

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)

17PUCC

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

18PUCC

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)

19PUCC

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)

20PUCC

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.

21PUCC

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)

22PUCC

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.

23PUCC

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)