2009 AC-Aula07

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PUCC
Agenda
Memória Secundária
RAID
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PUCC
RAID
Agrupamento Redundante de Discos Independentes
Redundant Array of Independent Disks 
Redundant Array of Inexpensive Disks
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PUCC
RAID 
Um dispositivo pode ser melhorado até certo ponto.
Ganhos adicionais podem ser obtidos colocando-se vários componentes em paralelo.
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PUCC
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.
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PUCC
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.
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PUCC
RAID - Nível 0
Não inclui redundância.
Alto desempenho.
Alta capacidade de Armazenamento
Aplicação em supercomputadores 
Dados não críticos.
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PUCC
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
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PUCC
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
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PUCC
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
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PUCC
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
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PUCC
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.
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PUCC
RAID 2 - Redundância Código de Hamming
b0
b1
b2
b3
f0(b)
f1(b)
f2(b)
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PUCC
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.
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PUCC
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.
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PUCC
RAID 3 - Bit de paridade intercalado
b0
b1
b2
b3
P(b)
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PUCC
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)
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PUCC
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
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PUCC
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)
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PUCC
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)
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PUCC
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.
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PUCC
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)
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PUCC
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.
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PUCC
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)