Aula 5 (Raid)

Click here to load reader

  • date post

    27-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.905
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Aula 5 (Raid)

  • 1. RAIDRedundant Array of Independent Drives (Conjunto Redundante de Discos Independentes) Curso Tcnico de Redes Modulo IVAdministrao de Sistemas de Armazenamento Windows Prof. Evandro Jnior | evandrojunior21@gmail.com

2. RAID Recurso bastante utilizado em servidores e computadores de grandesportes para otimizar o acesso a disco e adicionar tolerncia a falhas. Atualmente podendo ser implementado em qualquer computadordomstico. Trata-se, basicamente, de uma soluo computacional que combina vriosdiscos rgidos (HDs) para formar uma nica unidade lgica dearmazenamento de dados. 3. E o que unidade lgica? No que se refere a RAID, trata-se de fazer com que o sistema operacionalenxergue o conjunto de HDs como uma nica unidade de armazenamento,independente da quantidade de dispositivos que estiver em uso. Hoje, alm de HDs, possvel montar sistemas RAID baseados em SSD. SSD (Solid-State Drive) algo como "Unidade de Estado Slido = Trata-se deum tipo de dispositivo para armazenamento de dados que, de certaforma, concorre com os discos rgidos. Em aparelhos SSD, o armazenamento feito em um ou mais chips dememria. A tecnologia SSD baseada em chips especialmente preparados paraarmazenar dados, mesmo quando no h recebimento de energia. So,portanto, dispositivos no-volteis. 4. RAID Fazer com que vrias unidades de armazenamentotrabalhem em conjunto resulta em muitaspossibilidades:1 . Se um HD sofrer danos, os dados existentes nele no sero perdidos,pois podem ser replicados em outra unidade (redundncia);2 . possvel aumentar a capacidade de armazenamento a qualquermomento com a adio de mais HDs; 5. RAID3 . O acesso informao pode se tornar mais rpido, pois os dados sodistribudos a todos os discos;4 . Dependendo do caso, h maior tolerncia a falhas, pois o sistema no paralisado se uma unidade parar de funcionar;5 . Um sistema RAID pode ser mais barato que um dispositivo dearmazenamento mais sofisticado e, ao mesmo tempo, oferecerpraticamente os mesmos resultados. 6. RAID via Hardware RAID por hardware sempre uma controladora de disco, isto , umdispositivo que pode atravs de um cabo conectar os discos. Geralmente ele vem na forma de uma placa adaptadora que pode ser"plugada" em um slot ISA/EISA/PCI/S-Bus/MicroChannel. Entretanto, algumas controladoras RAID vm na forma de uma caixa que conectada atravs de um cabo entre o sistema controlador de disco e osdispositivos de disco. 7. RAID via Hardware RAIDs pequenos podem ser ajustados nos espaos para disco do prprio computador; 8. RAID via Hardware Outros maiores podem ser colocados em um gabinete de armazenamento comseu prprio espao para disco e suprimento de energia. 9. RAID via Hardware A configurao de RAID via hardware requer uma placa controladoraespecifica que se encarregar da execuo de todos os clculosnecessrios ao sistema de leitura e gravao de dados. Os arranjos de hardware mais recentes, geram maior velocidade de acessoe maior rendimento no processamento de dados. Isto porque a maioria das controladoras RAID vem com processadoresespecializados na placa e memria cache, que pode eliminar umaquantidade de processamento considervel da CPU. As controladoras RAID tambm podem fornecer altas taxas detransferncia atravs do cache da controladora. 10. RAID via Hardware Pr-requisitos para implementao:o Um controlador de disco;o Mais de uma unidade de disco;o Opcionalmente um no-break, para garantir a integridade do equipamento. 11. RAID via Hardware Vantagens:o Confiabilidade;o Manuteno;o Segurana;o No utiliza recursos do processador (o controle do RAID via hardware executado pela placa controladora);o Tolerncia a falhas. 12. RAID via Software Na implementao via software, o sistema operacional gerencia o RAIDatravs da controladora de discos, sem a necessidade de um controladorde RAIDs. No requer uma placa especifica . Faz uso do processador do computador para gerar clculos de leitura egravao de dados. 13. Nveis de RAID Para que um sistema RAID seja criado, necessrio utilizar pelo menosdois HDs (ou SSDs). Mas no s isso: necessrio tambm definir o nvel de RAID dosistema. Cada nvel possui caractersticas distintas justamente para atender s maisvariadas necessidades. 14. RAID 0 (zero) Tambm conhecido como striping (fracionamento), o nvel RAID 0 aquele onde os dados so divididos em pequenos segmentos edistribudos entre os discos. Trata-se de um nvel que no oferece proteo contra falhas, j que neleno existe redundncia. Isso significa que uma falha em qualquer um dos discos pode ocasionarperda de informaes para o sistema todo, especialmente porque"pedaos" do mesmo arquivo podem ficar armazenados em discosdiferentes. 15. RAID 0 (zero) O foco do RAID 0 acaba sendo o desempenho, uma vez que o sistemapraticamente soma a velocidade de transmisso de dados de cadaunidade. Assim, pelo menos teoricamente, quanto mais discos houver no sistema,maior a sua taxa de transferncia. No difcil entender o porqu: como os dados so divididos, cada partede um arquivo gravada em unidades diferentes ao mesmo tempo. Se este processo acontecesse apenas em um nico HD, a gravao seriauma pouco mais lenta, j que teria que ser feita sequencialmente. 16. RAID 0 (zero) Por ter estas caractersticas, o RAID 0 muito utilizado em aplicaes quelidam com grandes volumes de dados e no podem apresentar lentido,como tratamento de imagens e edio de vdeos. 17. RAID 1 O RAID 1 , provavelmente, o modelo mais conhecido. Nele, uma unidade"duplica" a outra, isto , faz uma "cpia" da primeira, razo pela qual onvel tambm conhecido como mirroring (espelhamento). Com isso, se o disco principal falhar, os dados podem ser recuperadosimediatamente porque existe cpias no outro. 18. RAID 1 Perceba que, por conta desta caracterstica, sistemas RAID 1 devemfuncionar em pares, de forma que uma unidade sempre tenha um "clone". Na prtica, isso significa que um sistema RAID composto por dois HDs com500 GB cada ter justamente esta capacidade, em vez de 1 TB. 19. RAID 1 20. RAID 1 O nvel RAID 1 claramente focado na proteo dos dados, ou seja, notorna o acesso mais rpido. Na verdade, pode at ocorrer uma ligeira perda de desempenho, uma vezque o processo de gravao acaba tendo que acontecer duas vezes, umaem cada unidade. 21. RAID 1 importante observar, no entanto, que o uso de RAID 1 no dispensasolues de backup. Como a duplicao dos dados feita praticamente em tempo real,significa que se uma informao indevida for gravada na primeira unidade(como um vrus) ou se um arquivo importante for apagado por engano, omesmo acontecer no segundo disco. Por isso, RAID 1 se mostra mais adequado para proteger o sistema defalhas "fsicas" das unidades. 22. RAID 0+1 e RAID 10 Tal como voc j deve ter imaginado, o nvel RAID 0+1 um sistema"hbrido" (hybrid RAID), ou seja, que combina RAID 0 com RAID 1. Para isso, o sistema precisa ter pelo menos quatro unidades dearmazenamento, duas para cada nvel. Assim, tem-se uma soluo RAID que considera tanto o aspecto dodesempenho quanto o da redundncia. 23. RAID 0+1 e RAID 10 H uma variao chamada RAID 10 (ou RAID 1+0) de funcionamentosemelhante. A diferena essencial que, no RAID 0+1, o sistema setransforma em RAID 0 em caso de falha; no RAID 1+0, o sistema assume onvel RAID 1. 24. RAID 5 O RAID 5 outro nvel bastante conhecido. Nele, o aspecto daredundncia tambm considerado, mas de maneiradiferente:o Em vez de existir uma unidade de armazenamento inteira como rplica, osprprios discos servem de proteo.o Deste modo, pode-se inclusive montar o sistema com quantidade mparde unidades.o Mas, como isso possvel? Com o uso de um esquema de paridade. 25. RAID 5 Neste mtodo de proteo, os dados so divididos em pequenos blocos. Cada um deles recebe um bit adicional - o bit de paridade - de acordo coma seguinte regra:o se a quantidade de bits 1 do bloco for par, seu bit de paridade 0; se aquantidade de bits 1 for mpar, o bit de paridade 1. 26. RAID 5 As informaes de paridade - assim como os prprios dados - sodistribudas entre todos os discos do sistema. Via de regra, o espao destinado paridade equivalente ao tamanho deum dos discos. Assim, um array formado por trs HDs de 500 GB ter 1 TBpara armazenamento e 500 GB para paridade. 27. RAID 5 Como exemplo, imagine um bloco de dados com os bits 110X eparidade 1. O X indica um bit perdido, mas ser que ele 0 ou 1? Como aparidade 1, significa que o bloco composto por quantidadempar de bits 1. Logo, se X fosse 0, a paridade tambm deveria ser 0, pois aliexistiria quantidade par de bits 1. Isso significa que o bit X s podeser 1. 28. RAID 5 Durante a substituio, possvel manter o sistema em funcionamento,principalmente com o uso de equipamentos que suportam hot-swaping,ou seja, a troca de componentes sem necessidade de desligamento docomputador. Isso possvel porque os dados so distribudos entre todos os discos. Caso um falhe, o esquema de paridade permite recuperar os dados apartir das informaes existentes nas demais unidades. 29. RAID 6 O RAID 5 uma opo bastante interessante para sistemas que precisamaliar redundncia com custos (relativamente) baixos, mas tem umalimitao considervel: consegue proteger o sistema se apenas um discoapresentar falha. Uma maneira de lidar com isso acrescentando um recurso de nome hot-spare ao sistema. Trata-se de um esquema onde um ou mais discos soacrescentados para ficar de reserva, entrando em ao quando umaunidade apresente problemas. 30. RAID 6 Outra alternativa interessante o uso de RAID 6. Trata-se de uma especificao mais recente e parecida com o RAID 5, mascom uma importante diferena:o Trabalha com dois bits de paridade. Com isso, possvel oferecerredundncia para at dois HDs no sistema, em vez de apenas um. 31. RAID 2, 3 e 4 Os nveis de RAID mostrados at agora so os mais utilizados, mas halguns menos conhecidos, entre eles, RAID 2, RAID 3 e RAID 4. 32. RAID 2 RAID um tipo de soluo de armazenamento que surgiu no final dosanos 1980. Naquela poca e nos anos seguintes, os HDs no tinham o mesmo padrode confiabilidade